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在 Linux 零碎中，调用 fork 零碎调用创立子过程时，并不会把父过程所有占用的内存页复制一份，而是与父过程共用雷同的内存页，而当子过程或者父过程对内存页进行批改时才会进行复制 —— 这就是驰名的 写时复制 机制。
上面咱们将剖析 Linux 写时复制（Copy On Write） 机制的原理。
虚拟内存与物理内存
过程的内存可分为 虚拟内存 和 物理内存。
物理内存：就是电脑装置的内存条，如果电脑装置了 2GB 的内存条，那么零碎就用于 0 ~ 2GB 的物理内存空间。虚拟内存：虚拟内存是应用软件虚构的，在 32 位操作系统中，每个过程都独占 4GB 的虚拟内存空间。
应用程序应用的是 虚拟内存 ，比方 C 语言取地址操作符号 & 所失去的地址就是 虚拟内存地址 。而 虚拟内存地址 须要映射到 物理内存地址 能力应用，如果应用没有映射的 虚拟内存地址 ，将会导致 缺页异样。
虚拟内存地址 映射到 物理内存地址 如下图所示：
如上图所示，过程 A 与过程 B 的雷同 虚拟内存地址 映射到不同的 物理内存地址，这就是不同过程的雷同虚拟内存地址互不影响的起因。
写时复制原理
后面介绍了 虚拟内存 与 物理内存 的概念，接下来将会介绍 Linux 写时复制 的原理。
后面说过，虚拟内存 须要与 物理内存 进行映射能力应用，如果不同过程的 虚拟内存地址 映射到雷同的 物理内存地址，那么就实现了共享内存的机制。如下图所示：
因为过程 A 的 虚拟内存 M 与过程 B 的 虚拟内存 M' 映射到雷同的 物理内存 G ，所以当批改过程 A 虚拟内存 M 的数据时，过程 B 虚拟内存 M' 的数据也会跟着扭转。
Linux 为了减速创立子过程过程与节俭内存应用的起因，实现了 写时复制 的机制。
写时复制 的原理大略如下：
- 创立子过程时，将父过程的
虚拟内存与物理内存映射关系复制到子过程中，并将内存设置为只读（设置为只读是为了当对内存进行写操作时触发缺页异样）。 - 当子过程或者父过程对内存数据进行批改时，便会触发
写时复制机制：将原来的内存页复制一份新的，并从新设置其内存映射关系，将父子过程的内存读写权限设置为可读写。
写时复制 过程如下图所示：
当创立子过程时，父子过程指向雷同的 物理内存 ，而不是将父过程所占用的 物理内存 复制一份。这样做的益处有两个：
- 减速创立子过程的速度。
- 缩小过程对物理内存的应用。
如上图所示，当父过程调用 fork 创立子过程时，父过程的 虚拟内存页 M 与子过程的 虚拟内存页 M 映射到雷同的 物理内存页 G ，并且把父过程与子过程的 虚拟内存页 M 都设置为只读（因为设置为只读后，对内存页进行写操作时，将会产生 缺页异样，从而内核能够在缺页异样处理函数中进行物理内存页的复制）。
当子过程对 虚拟内存页 M 进行写操作，便会触发 缺页异样 （因为曾经将 虚拟内存页 M 设置为只读）。在缺页异样处理函数中，对 物理内存页 G 进行复制一份新的 物理内存页 G'，并且将子过程的 虚拟内存页 M 映射到 物理内存页 G'，同时将父子过程的 虚拟内存页 M 设置为可读写。
总结
本篇文章次要介绍了 Linux 写时复制 的原理， 写时复制 是 Linux 创立子过程高效的关键所在，而且还能节俭对物理内存应用。咱们将在下一篇文章中对 写时复制 的实现进行具体的剖析。
