不同内存分配方式下fork()的性能

在使用fork/exec在创建系统进程时，一个问题就是性能，fork会复制调用进程的大部分内容，之后才会调用exec去执行我们需要的进程文件。我好奇的一点是，究竟会有多慢呢？

于是有了下面的代码，用来测试父进程拥有不同内存大小时，fork的性能。

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/wait.h>

int
main(int argc, char *argv[])
{
    long c = atoi(argv[1]) * 1024 * 1024;
    int n = atoi(argv[2]);
    int i = 0;

    if (n) {
        char *ptr = malloc(c);
        memset(ptr, 0, c);
    }

    for (; i < n; i++) {
        pid_t child = fork();
        if (child) {
            waitpid(child, NULL, 0);
        } else {
            exit(0);
        }
    }
}

在使用malloc的情况下，本机的结果如下：

malloc(1MB) 3235 ms 0.161750 ms/iter
malloc(100MB) 390 ms 3.900000 ms/iter
malloc(500MB) 1663 ms 16.630000 ms/iter
malloc(1024MB) 3329 ms 33.290000 ms/iter

调用进程在1G的情况下，执行100次，平均每次的时间长达33ms，如果系统的内存分配使用malloc，调用fork后子进程会从调用进程复制大量内容，所以这种情况下大量的fork来进程，性能会相当的被催。

将上面代码中的malloc换成mmap(MAP_ANON|MAP_SHARED)，执行后结果如下：

mmap(1MB) 1204 ms 0.120400 ms/iter
mmap(100MB) 1201 ms 0.120100 ms/iter
mmap(500MB) 1231 ms 0.123100 ms/iter
mmap(1024MB) 1229 ms 0.122900 ms/iter

可以看出来使用share模式的mmap，会与所有指向这个内存空间的对象共享，相当于输出文件，所以fork出来的进程并没有将全部内容拷贝出来。这样就是为什么性能比malloc好的原因。

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