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COW奶牛!Copy On Write机制了解一下

2018.12.12 23:19 500浏览

前言

只有光头才能变强

在读《Redis设计与实现》关于哈希表扩容的时候,发现这么一段话:

执行BGSAVE命令或者BGREWRITEAOF命令的过程中,Redis需要创建当前服务器进程的子进程,而大多数操作系统都采用写时复制(copy-on-write)来优化子进程的使用效率,所以在子进程存在期间,服务器会提高负载因子的阈值,从而避免在子进程存在期间进行哈希表扩展操作,避免不必要的内存写入操作,最大限度地节约内存。

触及到知识的盲区了,于是就去搜了一下copy-on-write写时复制这个技术究竟是怎么样的。发现涉及的东西蛮多的,也挺难读懂的。于是就写下这篇笔记来记录一下我学习copy-on-write的过程。

本文力求简单讲清copy-on-write这个知识点,希望大家看完能有所收获。

一、Linux下的copy-on-write

在说明Linux下的copy-on-write机制前,我们首先要知道两个函数:fork()exec()。需要注意的是exec()并不是一个特定的函数, 它是一组函数的统称, 它包括了execl()execlp()execv()execle()execve()execvp()

1.1简单来用用fork

首先我们来看一下fork()函数是什么鬼:

fork is an operation whereby a process creates a copy of itself.

fork是类Unix操作系统上创建进程的主要方法。fork用于创建子进程(等同于当前进程的副本)。

  • 新的进程要通过老的进程复制自身得到,这就是fork!

如果接触过Linux,我们会知道Linux下init进程是所有进程的爹(相当于Java中的Object对象)

  • Linux的进程都通过init进程或init的子进程fork(vfork)出来的。

下面以例子说明一下fork吧:

#include <unistd.h>  #include <stdio.h>  
 int main ()   {   
    pid_t fpid; //fpid表示fork函数返回的值  
    int count=0;    
    // 调用fork,创建出子进程  
    fpid=fork();    // 所以下面的代码有两个进程执行!
    if (fpid < 0)   
        printf("创建进程失败!/n");   
    else if (fpid == 0) {  
        printf("我是子进程,由父进程fork出来/n");   
        count++;  
    }  
    else {  
        printf("我是父进程/n");   
        count++;  
    }  
    printf("统计结果是: %d/n",count);  
    return 0;  
}

得到的结果输出为:

我是子进程,由父进程fork出来

统计结果是: 1

我是父进程

统计结果是: 1

解释一下:

  • fork作为一个函数被调用。这个函数会有两次返回,将子进程的PID返回给父进程,0返回给子进程。(如果小于0,则说明创建子进程失败)。

  • 再次说明:当前进程调用fork(),会创建一个跟当前进程完全相同的子进程(除了pid),所以子进程同样是会执行fork()之后的代码。

所以说:

  • 父进程在执行if代码块的时候,fpid变量的值是子进程的pid

  • 子进程在执行if代码块的时候,fpid变量的值是0

1.2再来看看exec()函数

从上面我们已经知道了fork会创建一个子进程。子进程的是父进程的副本

exec函数的作用就是:装载一个新的程序(可执行映像)覆盖当前进程内存空间中的映像,从而执行不同的任务

  • exec系列函数在执行时会直接替换掉当前进程的地址空间

我去画张图来理解一下:

exec函数的作用



作者:Java3y
链接:https://www.jianshu.com/p/2548587b58b1


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