fork() 是否会立即复制 Linux 中的整个进程堆？

Question

一个fork()系统调用克隆会从正在运行的进程子进程。这两个进程除了它们的 PID 之外是相同的。

当然，如果进程只是从它们的堆中读取而不是写入，那么复制堆将是对内存的巨大浪费。

整个进程堆是否被复制？它是否以仅写入触发堆复制的方式进行了优化？

Answer 1

Linux 内核在fork()被调用时确实实现了写时复制。执行系统调用时，父子进程共享的页面被标记为只读。

如果在只读页面上执行写操作，则会复制该页面，因为两个进程之间的内存不再相同。因此，如果只执行读取操作，则根本不会复制页面。

Answer 2

在整体的fork()使用mmap实现/写时复制。

这不仅会影响堆，还会影响共享库、堆栈、BSS 区域。

顺便说一句，这意味着 fork 是一个非常轻量级的操作，直到产生的 2 个进程（父进程和子进程）真正开始写入内存范围。此功能是造成 fork-bombs 致命性的主要因素 - 在内核因页面复制和分化而过载之前，您最终会遇到太多进程。

您将很难在现代操作系统中找到内核执行硬拷贝（设备驱动程序除外）的操作示例 - 使用 VM 功能要容易得多，效率也高得多。

Evenexecve()本质上是“请映射二进制文件/ld.so/whatnot，然后执行”-VM 处理将进程实际加载到 RAM 和执行的过程。本地未初始化的变量最终从“零页”- 包含零的特殊只读写时复制页面被映射，本地初始化变量最终从二进制文件本身被映射（再次写时复制），等等。

Answer 3

Linux 执行写时复制。当fork创建一个新进程时，分配的页面被标记为只读并在父子进程之间共享。当它们中的任何一个尝试修改页面时，都会生成页面错误，从而导致复制页面并适当调整页表。