Linux 操作系统紧紧依赖进程创建来满足用户的需求。例如，只要用户输入一条命令，shell 进程就创建一个新进程，新进程运行 shell 的另一个拷贝并执行用户输入的命令。Linux 系统中通过 fork/vfork 系统调用来创建新进程。本文将介绍如何使用 fork/vfork 系统调用来创建新进程并使用 exec 族函数在新进程中执行任务。
fork 系统调用要创建一个进程，最基本的系统调用是 fork：
# include <unistd.h> pid_t fork(void); pid_t vfork(void);
调用 fork 时，系统将创建一个与当前进程相同的新进程。通常将原有的进程称为父进程，把新创建的进程称为子进程。子进程是父进程的一个拷贝，子进程获得同父进程相同的数据，但是同父进程使用不同的数据段和堆栈段。子进程从父进程继承大多数的属性，但是也修改一些属性，下表对比了父子进程间的属性差异：
继承属性 差异uid,gid,euid,egid 进程 ID
进程组 ID 父进程 ID
SESSION ID 子进程运行时间记录
所打开文件及文件的偏移量 父进程对文件的锁定
控制终端
设置用户 ID 和 设置组 ID 标记位
根目录与当前目录
文件默认创建的权限掩码
可访问的内存区段
环境变量及其它资源分配
下面是一个常见的演示 fork 工作原理的 demo(笔者的环境为 Ubuntu 16.04 desktop)：
#include <sys/types.h> #include <unistd.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(void) { pid_t pid; char *message; int n; pid = fork(); if(pid < 0) { perror("fork failed"); exit(1); } if(pid == 0) { printf("This is the child process. My PID is: %d. My PPID is: %d.\n", getpid(), getppid()); } else { printf("This is the parent process. My PID is %d.\n", getpid()); } return 0; }
把上面的代码保存到文件 forkdemo.c 文件中，并执行下面的命令编译：
$ gcc forkdemo.c -o forkdemo
然后运行编译出来的 forkdemo 程序：
$ ./forkdemo
fork 函数的特点是 "调用一次，返回两次"：在父进程中调用一次，在父进程和子进程中各返回一次。在父进程中返回时的返回值为子进程的 PID，而在子进程中返回时的返回值为 0，并且返回后都将执行 fork 函数调用之后的语句。如果 fork 函数调用失败，则返回值为 -1。
我们细想会发现，fork 函数的返回值设计还是很高明的。在子进程中 fork 函数返回 0，那么子进程仍然可以调用 getpid 函数得到自己的 PID，也可以调用 getppid 函数得到父进程 PID。在父进程中用 getpid 函数可以得到自己的 PID，如果想得到子进程的PID，唯一的办法就是把 fork 函数的返回值记录下来。
注意：执行 forkdemo 程序时的输出是会发生变化的，可能先打印父进程的信息，也可能先打印子进程的信息。
vfork 系统调用和 fork 系统调用的功能基本相同。vfork 系统调用创建的进程共享其父进程的内存地址空间，但是并不完全复制父进程的数据段，而是和父进程共享其数据段。为了防止父进程重写子进程需要的数据，父进程会被 vfork 调用阻塞，直到子进程退出或执行一个新的程序。由于调用 vfork 函数时父进程被挂起，所以如果我们使用 vfork 函数替换 forkdemo 中的 fork 函数，那么执行程序时输出信息的顺序就不会变化了。
使用 vfork 创建的子进程一般会通过 exec 族函数执行新的程序。接下来让我们先了解下 exec 族函数。
exec 族函数