Читаем Linux API. Исчерпывающее руководство полностью

Для ожидания потомков, созданных с помощью вызова clone(), в аргумент options вызовов waitpid(), wait3() или wait4() (который является битовой маской) можно передавать следующие значения (актуальные только для Linux).

• __WCLONE — в зависимости от того, установлен этот флаг или нет, родитель ожидает только клонированных или соответственно только неклонированных потомков. В данном контексте клонированным является потомок, который при завершении работы отправляет родителю сигнал, отличающийся от SIGCHLD. Этот бит игнорируется, если использовать его в сочетании с __WALL.

• __WALL (начиная с Linux 2.4) — приводит к ожиданию любых потомков, независимо от того, клонированные они или нет.

• __WNOTHREAD (начиная с Linux 2.4) — по умолчанию вызовы wait() позволяют ждать потомков не только вызывающего, но и любого другого процесса в одной с ним группе. Флаг __WNOTHREAD ограничивает процедуру ожидания потомками вызывающего процесса.

Эти флаги нельзя использовать в вызове waitid().

28.3. Скорость создания процессов

В табл. 28.3 приводится сравнение производительности разных методов создания процессов. Результаты были собраны с помощью тестовой программы, которая создает в цикле дочерние процессы и ждет, когда те завершатся. В сравнении используются три разных объема памяти, выделяемой для процесса (столбец «Общая виртуальная память»). Это было достигнуто путем выделения дополнительного места в куче с помощью вызова malloc() до начала замеров.

Значения размеров процессов («Общая виртуальная память») в табл. 28.3 взяты из столбца VSZ при выводе команды ps — o "pid vsz cmd".

Таблица 28.3. Время, необходимое для создания 100 000 процессов с помощью вызовов fork(), vfork() и clone()

_{Метод создания процесса}

_{Общая виртуальная память}

_{1,70 Мбайт}

_{2,70 Мбайт}

_{11,70 Мбайт}

_{Время (с)}

_{Количество}

_{Время (с)}

_{Количество}

_{Время (с)}

_{Количество}

_fork()

_{22,27 (7,99)}

₄₅₄₄

_{26,38 (8,98)}

₄₁₃₅

_{126,93 (52,55)}

₁₂₇₆

_vfork()

_{3,52 (2,49)}

_28 955

_{3,55 (2,50)}

₂₈₆₂₁

_{3,53 (2,51)}

_28 810

_clone()

_{2,97 (2,14)}

_34 333

_{2,98 (2,13)}

₃₄₂₁₇

_{2,93 (2,10)}

_34 688

_{fork() + + exec()}

_{135,72 (12,39)}

₇₆₄

_{146,15 (16,69)}

₇₁₉

_{260,34 (61,86)}

₄₃₅

_{vfork() + + exec()}

_{107,36 (6,27)}

₉₆₉

_{107,81 (6,35)}

₉₆₄

_{107,97 (6,38)}

₉₆₀

Для каждого размера в табл. 28.3 представлено два вида статистики.

• Первый вид состоит из двух временных измерений. Первое (то, что больше) представляет общее (реальное) время, затраченное на создание 100 000 процессов. Второе, заключенное в скобки, является процессорным временем, потребленным родительским процессом. Поскольку эти тесты выполнялись на свободном от других задач компьютере, разница между этими двумя значениями представляет собой общее время существования дочерних процессов.

• Второй вид статистики в каждом из тестов показывает количество создаваемых процессов за одну (реальную) секунду. Для каждого случая выполнялось 20 тестовых прогонов; статистика была получена в системе с архитектурой x86-32 и ядром 2.6.27.

Первые три строки с данными содержат время, уходящее на простое создание процесса (без выполнения новой программы внутри потомка). В каждом из случаев дочерний процесс завершает свою работу сразу же после создания, а родитель ожидает этого момента, чтобы создать следующий процесс.

В первом столбце находятся значения для системного вызова fork(). По этим данным видно, что чем больше процесс, тем дольше он создается. Разница в значениях отражает дополнительное время, необходимое для копирования все более объемных страниц памяти родителя и перевод всех страничных записей (данных, кучи и стека) в режим только для чтения (сами страницы не копируются, так как потомок не изменяет свои сегменты с данными и стеком).

Второй столбец предоставляет такую же статистику для vfork(). Мы видим, что, несмотря на увеличение размера процесса, время остается неизменным. Дело в том, что вызов vfork() не копирует таблицы со страницами памяти или сами страницы, поэтому размер виртуальной памяти вызывающего процесса не играет никакой роли. Разница между статистикой для вызовов fork() и vfork() представляет общее время, необходимое в каждом из случаев для копирования таблицы со страницами.

Небольшая разница между значениями для vfork() и clone(), показанными в табл. 28.3, связана с выборкой ошибок и отклонениями в планировщике. Даже если увеличить размер создаваемых процессов до 300 Мбайт, временные показатели этих двух вызовов не изменятся.

Третий столбец показывает статистику создания процессов с помощью вызова clone() и следующего сочетания флагов:

CLONE_VM | CLONE_VFORK | CLONE_FS | CLONE_SIGHAND | CLONE_FILES