linux 写时拷贝技术（copy-on-write，COW）

Linux程序中，创建进程使用的是fork()函数，它会产生一个和父进程基本完全相同的子进程，这里先记住有相同的物理内存，区别仅仅在于pid、ppid和某些统计量。子进程后面基本都会执行exec系统调用，它会引起子进程另起内存拷贝一份，如果创建子进程都需要拷贝内存的话，辛苦拷贝的又完全放弃了，出于效率考虑，Linux引入了写时复制技术，也就是只有进程空间的各段内容要发生变化时，才会将父进程的内容复制一份给子进程。

在fork之后exec之前两个进程用的是相同的物理空间（内存区），子进程的代码段、数据段、堆栈都是指向父进程的物理空间，也就是说，两者的虚拟空间不同，但其对应的物理空间是同一个。当父子进程中有更改相应段的行为发生时，再为子进程相应的段分配物理空间，如果不是因为exec，内核会给子进程的数据段、堆栈段分配相应的物理空间（至此两者有各自的进程空间，互不影响），而代码段继续共享父进程的物理空间（两者的代码完全相同）。而如果是因为exec，由于两者执行的代码不同，子进程的代码段也会分配单独的物理空间，那么拷贝就不需要做了。

拿个网上通用的例子说明一下它们的不同。

现在有一个父进程P1，它用fork()创建了子进程P2，

传统内核

1、复制P1的代码段，数据段，堆，栈这四个部分，注意是其内容相同。(虚拟空间）

2、为这四个部分分配物理块，其中除了代码段没有分配实际的物理空间而是指向的P1的代码段的物理空间，其余的数据段和堆栈段都分配有实际的物理空间（箭头表示拷贝），如下图所示：

 

写时复制

内核只为新生成的子进程创建虚拟空间结构，它们复制于父进程的虚拟空间结构，但是不为它们分配内存，而是共享父进程的物理内存，当父子进程有更改相应段的行为发生时，再为子进程相应段分配物理内存。

 

用vfork创建子进程

使用这个接口分配连虚拟空间结构都不创建了，直接共享父进程的虚拟空间，顺其自然的也共享了父进程物理内存

 综上，写时拷贝是一种可以推迟甚至免除拷贝数据的技术，资源的复制只有需要写入时才进行，此前以只读的方式共享。调用exec时就可以免除拷贝了，因为拷贝毫无意义。