COW技術初窺

在linux程序中，fork()會產生一個和父進程完全相同的子進程，但子進程在此后多會exec系統調用，出于效率考慮，linux中引入了“寫時復制”技術，也就是只有進程空間的各段的內容要發生變化時，才將父進程的內容復制一份給子進程。

那么子進程的物理空間沒有代碼，怎么去取指令執行exec系統調用呢？？

在fork之后exec之前兩個進程用的是相同的物理空間(內存區)，子進程的代碼段、數據段、堆棧都是指向父進程的物理空間，也就是說，兩者的虛擬空間不同，其對應的物理空間是一個。當父子進程中有更改相應段的行為發生時，再為子進程相應的段分配物理空間。如果不是因為exec，內核會給子進程的數據段、堆棧段分配相應的物理空間(至此兩者都有各自的進程空間，互不影響)，而代碼段繼續共享父進程的物理空間(兩者的代碼完全相同)。而如果是因為exec，由于兩者執行的代碼不同，子進程的代碼段也會分配單獨的物理空間。

在網上看到的還有個細節問題是：fork之后內核會將子進程排在隊列的前面，以讓子進程先執行，以免父進程執行導致寫時復制，而后子進程執行exec系統調用，因無意義的復制而造成效率的下降。

COW詳述

現在有一個父進程P1，這是一個主體，那么它是有靈魂也是有身體的。現在在其虛擬地址空間(有相應的數據結構表示)上有：正文段，數據段，堆，棧這四個部分，相應地，內核要為這四個部分分配給自的物理塊。即正文段塊、數據段塊、堆塊、棧塊。至于如何分配，這是內核去做的事，在此不詳述。

1. 現在P1用fork()函數為進程創建一個子進程P2

內核：

(1) 復制P1的正文段，數據段，堆，棧這四個部分，注意是其內容相同。

(2) 為這四個部分分配物理塊，P2的：正文段(為P1的正文段的物理塊，其實就是不為P2分配正文段塊，讓P2的正文段指向P1的正文段塊)，數據段(P2自己的數據段塊，為其分配對應的塊)，堆(P2自己的堆塊)，棧(P2自己的棧塊)。如下圖所示，同左到右大的方向箭頭表示復制內容：

 2. 寫時復制技術

寫時復制技術：內核只為新生成的子進程創建虛擬空間結構，它們復制于父進程的虛擬空間結構，但是不為這些段分配物理內存，它們共享父進程的物理空間，當父子進程中有更改相應的段的行為發生時，再為子進程相應的段分配物理空間。

3. vfork

vfork的做法更加簡單粗暴，內核連子進程的虛擬地址空間也不創建了，直接共享了父進程的虛擬空間，當然了，這種做法就順水推舟的共享了父進程的物理空間