Linux C編程：進程創建與 fork/vfork 差異深度解析

進程模型核心概念

• 微觀串行，宏觀並行：單 CPU 時間片輪轉，產生同時運行假象。
• 父子進程：fork() 創建子進程，返回值區分父（子 PID）與子（0）。
• 獨立地址空間：父子進程擁有各自的資料段、堆、棧，互不干擾。

fork() vs vfork()

驗證程式：觀察變量隔離性

#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    pid_t pid;
    char *pchar = "before fork";
    int test_va = 1;

    if ((pid = fork()) < 0) { perror("fork"); exit(1); }
    else if (pid == 0) {          /* 子進程 */
        printf("child process\n");
        pchar = "child pchar\n";
        test_va = 2;
        printf("%s%d\n", pchar, test_va);
        _exit(2);
    } else {                      /* 父進程 */
        printf("parent process\n");
        // sleep(1);  // 取消註解可觀察 vfork 父進程等待
        printf("%s%d\n", pchar, test_va);
    }
    return 0;
}

預期輸出（fork）：父進程印出 "before fork" 和 1，證明子進程修改未影響父進程。
改用 vfork：父進程會印出子進程修改後的值，且父進程在子進程退出前阻塞。

最佳實踐

• 現代系統 fork 採用 COW，開銷極小，優先使用 fork。
• 極少數效能敏感且緊接 exec 才考慮 vfork，且子進程嚴禁修改任何共享資料。