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我明白写时复制背后的想法。当我 fork 时，堆被标记为 CoW，并且当任何进程试图更改它时，都会制作一个副本。问题是：我是否必须在孩子的过程中释放它？假设一个父级有一个动态的 char *array，那么它会分叉。一个子进程打印一些 const char，然后退出。子进程根本没有改变堆。会不会有内存泄漏？

编辑：我的子进程在堆上打印数组，但不修改它。Valgrind 说如果我不释放那个数组就会有泄漏。释放它时没有泄漏/内存错误。

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CoW 只是一个惰性优化。您可能会自由地认为，fork()总是会毫不拖延地制作过程的完整副本（至少在内存方面）。但是……</p>

如果您确实准备了动态数据块以“传递”给 fork 的子代，那么在 fork 之后您有两个带有两个动态数据块的进程：父代和子代（都是副本）。当孩子退出时，它的内存副本被回收，但父母应该在 fork 之后立即释放该块。

为了更清楚，这里有一个例子：

char *buf = malloc(123456);
// … fill buf for child …

int res = fork();

if (res == -1) {
    fprintf(stderr, "fork failed\n");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

if (res == 0) {
    // this is child process
    // … do work with buf …
    _Exit(EXIT_SUCCESS); // child reclaims buf by means of exit
}

// this is parent process
free(buf); // we don't need it in parent

// … other parent tasks here …

CoW 在 fork-exec 技术中也是非常有用的优化，在这种技术中，child 只做exec准备好的参数。exec用指定的可执行映像替换当前进程，保留打开的描述符和其他内容（更多内容见man 2 execve）。在这样的 fork 之后复制的唯一页面只是当前堆栈帧，这使得 fork-exec 非常有效。

一些系统还提供vfork了非常严格的不公平的 fork 版本，但在没有 CoW 的系统上，这是有效执行 vfork-exec 的唯一方法。

于 2014-02-24T18:24:05.180 回答
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首先是逻辑（以流程为中心）视图：

当你 fork 一个进程时，整个地址空间被原样复制到一个新进程中。您的堆在两个进程中基本上是重复的，并且两个进程都可以继续使用它，就像一个进程fork()从未被调用过一样。两个进程都可以释放在 之前完成的分配，fork()如果他们想重用连接到分配的地址范围，它们必须这样做。CoW 映射只是一种不会改变这些语义的优化。

现在是物理（以系统为中心）视图：

您的系统内核不知道您使用分配的数据范围malloc()，它只知道它在请求时分配给进程的内存页malloc()。当您调用fork()它时，它将所有这些页面标记为 CoW，并从两个进程中引用它们。如果两个进程中的任何一个写入任何 CoW 页面，而另一个进程仍然存在，它将陷入复制整个页面的系统。如果其中一个进程退出，它至少会降低这些页面的引用计数，这样就不必再复制它们了。

那么，当您free()在退出之前调用孩子时会发生什么？
好吧，该free()函数很可能会写入包含内存分配的页面，以告知malloc()该块再次可用。这将陷入系统并复制页面，预计此操作需要一两微秒。free()如果你的父进程在孩子还活着的时候调用，同样的情况也会发生。但是，如果您的孩子没有释放页面并退出，内核将知道它不再需要执行 CoW。如果父级之后释放并重用内存区域，则不需要进行复制。

我假设，您的孩子所做的只是检查某些错误条件，如果满足则立即退出。在这种情况下，最谨慎的做法是忘记呼唤free()孩子，让系统完成它的工作。

于 2014-02-24T21:04:09.110 回答