Redis中的Fork机制与Copy-On-Write技术

Fork 机制

Fork 是操作系统提供的一种创建新进程的方法，通过 fork 函数调用，可以创建一个新的子进程，而原来的进程则称为父进程。值得注意的是，尽管 fork 函数只被调用了一次，但它会在父进程和子进程中各返回一次结果，具体返回值如下：

• 对于父进程，返回的是新创建的子进程的 PID（进程标识符）。
• 对于子进程，返回值为 0。
• 如果 fork 调用失败，则会返回 -1。

在实际应用中，常见的使用场景包括但不限于创建多个工作进程来处理并发请求等。
然而，fork 调用可能会因为以下原因失败：

• 当前系统中的进程数量已达到系统设定的最大限制。
• 系统可用内存不足以支持新进程的创建。

Copy-On-Write (COW) 技术

COW 是一种高效的内存管理策略，特别是在子进程创建初期，子进程并不会立即拥有独立的内存副本。相反，父子进程共享同一块物理内存区域，这意味着它们的数据段、代码段以及堆栈都是共享的，尽管它们的虚拟地址空间是独立的。

只有当任一进程尝试修改共享内存中的数据时，操作系统才会为该进程分配新的内存页面，这个过程被称为“写时复制”。其实现机制是这样的：在 fork 后，内核将父进程的所有内存页设置为只读状态。随后，子进程的地址空间指向这些只读的内存页。如果任何一方试图写入这些页面，CPU 会检测到这一行为并触发一个页错误（Page Fault）。此时，内核介入，复制出一个新的内存页供该进程使用，从而确保每个进程都能独立地修改自己的数据，而不影响其他进程。

参考资料

为了更深入地理解这些概念和技术细节，您可以参考以下资源：
1. CSDN 博客文章链接
2. 知乎专栏文章链接