在linux系統(tǒng)中，調(diào)用fork系統(tǒng)調(diào)用創(chuàng)建子進程時，并不會把父進程所有占用的內(nèi)存復制一份，而是與父進程公用相同的內(nèi)存頁，而當子進程或者父進程對內(nèi)存頁進行修改時才會進行復制----這就是著名的 寫時復制 機制

　　虛擬內(nèi)存與物理內(nèi)存

　　進程的內(nèi)存可以分為：虛擬內(nèi)存 與 物理內(nèi)存

• 　　物理內(nèi)存：就是電腦安裝的內(nèi)存條，如果電腦安裝了2GB的內(nèi)存條，那么系統(tǒng)就用于0-2GB的物理內(nèi)存空間。

• 　　虛擬內(nèi)存：虛擬內(nèi)存是使用軟件虛擬的，在32位操作系統(tǒng)中，每個進程都獨占4GB的虛擬內(nèi)存空間。

　應用程序使用的虛擬內(nèi)存，比如C語言取地址操作符號& 所得到的地址就是虛擬內(nèi)存地址。而虛擬內(nèi)存地址 需要映射到物理內(nèi)存地址 才能使用，如果使用沒有映射的 虛擬內(nèi)地址 ，將會導致 缺頁異常 。

　虛擬內(nèi)存地址 映射到物理內(nèi)存地址如圖所示：

如上圖所示，進程A 與進程B的相同虛擬內(nèi)存地址 映射到不通的物理內(nèi)存地址，這就是不通進程的相同虛擬內(nèi)存地址互不影響的原因。

【文章福利】小編推薦自己的Linux內(nèi)核技術交流群:【891587639】整理了一些個人覺得比較好的學習書籍、視頻資料共享在群文件里面，有需要的可以自行添加哦?。。。ê曨l教程、電子書、實戰(zhàn)項目及代碼)? ?

寫時復制原理

前面介紹了 虛擬內(nèi)存 與 物理內(nèi)存的概念，接下來將會介紹 linux 寫時復制的原理。

前面說過，虛擬內(nèi)存需要與物理內(nèi)存進行映射才能使用，如果不同進程的 虛擬內(nèi)存地址映射到相同的物理內(nèi)存地址，那么就實現(xiàn)了共享內(nèi)存的機制，如下圖所示：

由于進程A的虛擬內(nèi)存M 與進程B的虛擬內(nèi)存M' 映射到相同的 物理內(nèi)存G，所以當修改進程A虛擬內(nèi)存M的數(shù)據(jù)時，進程B 虛擬內(nèi)存M'的數(shù)據(jù)也會跟著改變。

linux為了加速創(chuàng)建子進程過程與節(jié)省內(nèi)存使用的原因，實現(xiàn)了 寫時復制 的機制。

寫時復制 的原理大概如下：

• 　　創(chuàng)建子進程時，將父進程的虛擬內(nèi)存與物理內(nèi)存映射關系復制到子進程中，并將內(nèi)存設置為只讀（）

• 　　當子進程或者父進程對內(nèi)存數(shù)據(jù)進行修改時，便會觸發(fā)寫時復制機制：將原來的內(nèi)存頁復制一份新的，并重新設置其內(nèi)存映射關系，將父子進程的內(nèi)存讀寫權限設置為可讀寫。

寫時復制 過程如下圖所示：

從上圖可知，當創(chuàng)建子進程時，父子進程指向相同的 物理內(nèi)存，而不是將父進程所占用的 物理內(nèi)存 復制一份。這樣做的好處有兩個：

• 加速創(chuàng)建子進程的速度。

• 減少進程對物理內(nèi)存的使用。

但這個時候只能對內(nèi)存進行讀操作，如果父進程或子進程對內(nèi)存進行寫操作，那么將會觸發(fā) 缺頁異常，而在 缺頁異常 處理中會對物理內(nèi)存進行復制，并且重新映射其內(nèi)存映射關系。

復制并重新映射到新的物理內(nèi)存后，父子進程的虛擬內(nèi)存就映射到不同的物理內(nèi)存上，這時父子進程都可以對內(nèi)存進行寫操作而互不影響，所以需要把父子進程的內(nèi)存讀寫權限設置為可讀寫。