Linux创建进程的系统调用有那些?

封面图 • 2025-11-28 • Linux

在 Linux 系统中，创建进程的主要系统调用有以下几种：

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### 1. **`fork()`**
- **功能**：创建一个与当前进程几乎完全相同的子进程。
- **特点**：
  - 子进程是父进程的副本（包括代码、数据、堆栈等）。
  - 子进程从 `fork()` 返回处开始执行。
- **返回值**：
  - 在父进程中返回子进程的 PID。
  - 在子进程中返回 0。
  - 出错返回 -1。

```c
pid_t pid = fork();
```

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### 2. **`vfork()`**
- **功能**：类似于 `fork()`，但更高效，用于创建子进程。
- **特点**：
  - 子进程在 `vfork()` 后立即运行，父进程挂起，直到子进程调用 `exec()` 或 `_exit()`。
  - 子进程不能修改父进程的地址空间（除非使用 `exec`）。
- **适用场景**：常用于 `exec` 前的进程创建（如 `system()` 函数内部实现）。

```c
pid_t pid = vfork();
```

> 注意：`vfork()` 已逐渐被弃用，现代系统中建议使用 `fork()` 或 `clone()`。

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### 3. **`exec()` 系列系统调用**
- **功能**：在已有进程中加载并执行一个新的程序。
- **常用函数**：
  - `execl()`
  - `execlp()`
  - `execv()`
  - `execvp()`
  - `execve()`
  - `execvpe()`
- **作用**：
  - 不创建新进程，而是替换当前进程的地址空间为新的程序。
  - 通常与 `fork()` 或 `vfork()` 配合使用。

```c
execl("/bin/ls", "ls", NULL);
```

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### 4. **`clone()`**
- **功能**：Linux 特有的系统调用，可以创建轻量级进程（即线程）或进程。
- **特点**：
  - 可以控制共享的资源（如内存、文件描述符、信号处理等）。
  - 是 `fork()` 的更底层实现，支持更细粒度的控制。
- **用途**：
  - 用于实现多线程库（如 `glibc` 中的 `pthread`）。
  - 也可用于创建独立的进程。

```c
int pid = clone(child_func, stack, flags, arg);
```

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### 5. **`posix_spawn()`**
- **功能**：POSIX 标准定义的创建进程的接口。
- **特点**：
  - 比 `fork()` + `exec()` 更高效，因为减少了复制内存的开销。
  - 支持设置环境变量、文件描述符等。
- **适用场景**：适用于需要高性能创建进程的应用。

```c
pid_t pid;
posix_spawn(&pid, "/bin/ls", NULL, NULL, argv, environ);
```

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## 总结对比

| 系统调用 | 是否创建新进程 | 是否替换当前进程 | 是否可替代 `fork()` + `exec()` |
|----------|----------------|------------------|-------------------------------|
| `fork()` | ✅              | ❌                | ❌                             |
| `vfork()`| ✅              | ❌                | ❌                             |
| `exec()` | ❌              | ✅                | ✅                             |
| `clone()`| ✅              | ❌                | ❌                             |
| `posix_spawn()` | ✅      | ✅                | ✅                             |

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如果你是学习 Linux 进程管理，建议从 `fork()` 和 `exec()` 开始，这是最基础和常用的组合。