फोर्क (सिस्टम कॉल): Difference between revisions
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[[ कम्प्यूटिंग ]] में, विशेष रूप से [[यूनिक्स]] ऑपरेटिंग सिस्टम और | [[ कम्प्यूटिंग |कम्प्यूटिंग]] में, विशेष रूप से [[यूनिक्स]] ऑपरेटिंग सिस्टम और [[UNIX- जैसे|यूनिक्स]] के संदर्भ में फोर्क एक संगणिकीय संक्रिया है जिससे एक [[कंप्यूटर प्रक्रिया]] स्वयं की एक प्रति बनाती है। यह एक इंटरफ़ेस है जो [[POSIX|पॉज़िक्स]] और सिंगल यूनिक्स विशिष्टता मानकों के अनुपालन के लिए आवश्यक है। यह सामान्यतः फोर्क, क्लोन या [[कर्नेल (ऑपरेटिंग सिस्टम)]] के अन्य [[सिस्टम कॉल]] के लिए मानक लाइब्रेरी C पर [[रैपर लाइब्रेरी]] के रूप में लागू किया जाता है। यूनिक्स जैसे ऑपरेटिंग सिस्टम पर फोर्क प्रक्रिया निर्माण की प्राथमिक विधि है। | ||
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मल्टीटास्किंग ऑपरेटिंग सिस्टम में, प्रोसेस (चल रहे प्रोग्राम) को नई प्रोसेस बनाने के लिए एक तरीके की आवश्यकता होती | मल्टीटास्किंग ऑपरेटिंग सिस्टम में, प्रोसेस (चल रहे प्रोग्राम) को नई प्रोसेस बनाने के लिए अन्य कार्यक्रम चलाने के लिए एक तरीके की आवश्यकता होती है। फोर्क और इसके प्रकार सामान्यतः यूनिक्स जैसी प्रणालियों में ऐसा करने का एकमात्र तरीका है। प्रक्रिया के लिए एक अलग कार्यक्रम का निष्पादन '''प्रारम्भ करने के लिए''', यह पहले खुद की एक प्रति बनाने के लिए फोर्क करता है। फिर, कॉपी, जिसे चाइल्ड प्रोसेस कहा जाता है, दूसरे प्रोग्राम के साथ खुद को ओवरले करने के लिए निष्पादन (सिस्टम कॉल) सिस्टम कॉल को कॉल करती है: यह दूसरे के पक्ष में अपने पूर्व प्रोग्राम का निष्पादन बंद कर देती है। | ||
फोर्क | फोर्क संगणिकीय संक्रिया बच्चे के लिए एक अलग [[पता स्थान]] बनाता है। चाइल्ड प्रोसेस में [[जनक प्रक्रिया]] के सभी मेमोरी सेगमेंट की सटीक कॉपी होती है। [[SunOS]]-4.0 से [[ आभासी मेमोरी |आभासी मेमोरी]] मॉडल का पालन करने वाले आधुनिक यूनिक्स वेरिएंट में, [[लिखने पर नकल]] सिमेंटिक्स लागू किए जाते हैं और भौतिक मेमोरी को वास्तव में कॉपी करने की आवश्यकता नहीं होती है। इसके बजाय, दोनों प्रक्रियाओं में [[वर्चुअल मेमोरी पेज]] भौतिक मेमोरी के समान पेजों को संदर्भित कर सकते हैं जब तक कि उनमें से कोई एक ऐसे पेज पर नहीं लिखता है: तब इसे कॉपी किया जाता है। यह अनुकूलन सामान्य मामले में महत्वपूर्ण है जहां एक नए प्रोग्राम को निष्पादित करने के लिए fork का उपयोग exec के संयोजन के साथ किया जाता है: आम तौर पर, [[बाल प्रक्रिया]] प्रारम्भ होने वाले कार्यक्रम के पक्ष में अपने कार्यक्रम के निष्पादन को समाप्त करने से पहले केवल क्रियाओं का एक छोटा सा सेट करती है, और इसके माता-पिता के [[डेटा संरचना]]ओं में से बहुत कम, यदि कोई हो, की आवश्यकता होती है। | ||
जब कोई प्रक्रिया फोर्क कहती है, तो उसे मूल प्रक्रिया माना जाता है और नव निर्मित प्रक्रिया उसका बच्चा है। फोर्क के बाद, दोनों प्रक्रियाएं न केवल एक ही प्रोग्राम चलाती हैं, बल्कि वे निष्पादन फिर से | जब कोई प्रक्रिया फोर्क कहती है, तो उसे मूल प्रक्रिया माना जाता है और नव निर्मित प्रक्रिया उसका बच्चा है। फोर्क के बाद, दोनों प्रक्रियाएं न केवल एक ही प्रोग्राम चलाती हैं, बल्कि वे निष्पादन फिर से प्रारम्भ करती हैं जैसे कि दोनों [[कार्यकारी (सिस्टम कॉल)]] को कॉल किया था। फिर वे अपनी स्थिति, बच्चे या माता-पिता को निर्धारित करने के लिए कॉल के वापसी मूल्य का निरीक्षण कर सकते हैं और तदनुसार कार्य कर सकते हैं। | ||
== इतिहास == | == इतिहास == | ||
1962 में प्रकाशित [[मेल्विन कॉनवे]] द्वारा ए मल्टीप्रोसेसर सिस्टम डिज़ाइन में एक कांटा अवधारणा के शुरुआती संदर्भों में से एक दिखाई दिया।<ref>{{Cite journal|title=फोर्क और जॉइन के इतिहास पर नोट्स|last=Nyman|first=Linus|date=25 August 2016|journal=IEEE Annals of the History of Computing|volume=38|issue=3|pages=84–87|doi=10.1109/MAHC.2016.34}}</ref> कॉनवे के पेपर ने [[प्रोजेक्ट जिन्न]]|जेनी टाइम-शेयरिंग सिस्टम में फोर्क के एल. पीटर डिस्टक्यू द्वारा कार्यान्वयन को प्रेरित किया, जहां [[केन थॉम्पसन]] द्वारा इसकी | 1962 में प्रकाशित [[मेल्विन कॉनवे]] द्वारा ए मल्टीप्रोसेसर सिस्टम डिज़ाइन में एक कांटा अवधारणा के शुरुआती संदर्भों में से एक दिखाई दिया।<ref>{{Cite journal|title=फोर्क और जॉइन के इतिहास पर नोट्स|last=Nyman|first=Linus|date=25 August 2016|journal=IEEE Annals of the History of Computing|volume=38|issue=3|pages=84–87|doi=10.1109/MAHC.2016.34}}</ref> कॉनवे के पेपर ने [[प्रोजेक्ट जिन्न]]|जेनी टाइम-शेयरिंग सिस्टम में फोर्क के एल. पीटर डिस्टक्यू द्वारा कार्यान्वयन को प्रेरित किया, जहां [[केन थॉम्पसन]] द्वारा इसकी प्रारम्भआती उपस्थिति के लिए अवधारणा को उधार लिया गया था।<ref>{{Cite web|url=https://github.com/dspinellis/unix-history-repo/blob/Research-PDP7-Snapshot-Development/s3.s#L43-L70|title=s3.s from Research UNIX|date=1970|website=GitHub}}</ref> [[ अनुसंधान यूनिक्स |अनुसंधान यूनिक्स]] में।<ref>{{cite encyclopedia|title=एसवाईएस फोर्क (द्वितीय)|encyclopedia=UNIX Programmer's Manual|publisher=[[Bell Labs|Bell Laboratories]]|url=https://www.bell-labs.com/usr/dmr/www/pdfs/man21.pdf|date=3 November 1971|author=[[Ken Thompson]] and [[Dennis Ritchie]]}}</ref><ref name="Ritchie">{{cite journal|last1=Ritchie|first1=Dennis M.|last2=Thompson|first2=Ken|date=July 1978|title=UNIX टाइम-शेयरिंग सिस्टम|url=https://www.bell-labs.com/usr/dmr/www/cacm.pdf|journal=Bell System Tech. J.|publisher=AT&T|volume=57|issue=6|pages=1905–1929|doi=10.1002/j.1538-7305.1978.tb02136.x|access-date=22 April 2014|authorlink1=Dennis Ritchie}}</ref> Fork बाद में पॉज़िक्स में एक मानक इंटरफ़ेस बन गया।<ref name="posix">{{man|sh|fork}}</ref> | ||
== संचार == | == संचार == | ||
चाइल्ड प्रक्रिया अपने माता-पिता के [[फाइल डिस्क्रिप्टर]] की एक प्रति के साथ | चाइल्ड प्रक्रिया अपने माता-पिता के [[फाइल डिस्क्रिप्टर]] की एक प्रति के साथ प्रारम्भ होती है।{{r|posix}} इंटरप्रोसेस कम्युनिकेशन के लिए, मूल प्रक्रिया अक्सर एक या कई [[ पाइप (कंप्यूटर विज्ञान) |पाइप (कंप्यूटर विज्ञान)]] बनाती है, और फिर फोर्किंग के बाद प्रक्रियाएं उन पाइपों के सिरों को बंद कर देंगी जिनकी उन्हें आवश्यकता नहीं है।<ref>{{man|sh|pipe}}</ref> | ||
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=== वीफोर्क === | === वीफोर्क === | ||
Vfork समान [[कॉलिंग कन्वेंशन]] और समान शब्दार्थ के साथ fork का एक प्रकार है, लेकिन केवल प्रतिबंधित स्थितियों में उपयोग किया जाता है। यह यूनिक्स के [[ बर्कले सॉफ्टवेयर वितरण ]] संस्करण में उत्पन्न हुआ,<ref name= man|2|vfork|Linux>{{man|2|vfork|Linux}}</ref>{{r|netbsd-vfork}}<ref>{{cite encyclopedia |title=vfork(2) |encyclopedia=UNIX Programmer's Manual, Virtual VAX-11 Version |publisher=University of California, Berkeley |date=December 1979}}</ref> वर्चुअल मेमोरी का समर्थन करने वाला पहला यूनिक्स। इसे | Vfork समान [[कॉलिंग कन्वेंशन]] और समान शब्दार्थ के साथ fork का एक प्रकार है, लेकिन केवल प्रतिबंधित स्थितियों में उपयोग किया जाता है। यह यूनिक्स के [[ बर्कले सॉफ्टवेयर वितरण |बर्कले सॉफ्टवेयर वितरण]] संस्करण में उत्पन्न हुआ,<ref name= man|2|vfork|Linux>{{man|2|vfork|Linux}}</ref>{{r|netbsd-vfork}}<ref>{{cite encyclopedia |title=vfork(2) |encyclopedia=UNIX Programmer's Manual, Virtual VAX-11 Version |publisher=University of California, Berkeley |date=December 1979}}</ref> वर्चुअल मेमोरी का समर्थन करने वाला पहला यूनिक्स। इसे पॉज़िक्स द्वारा मानकीकृत किया गया था, जिसने vfork को फोर्क के समान ही व्यवहार करने की अनुमति दी थी, लेकिन 2004 के संस्करण में अप्रचलित चिह्नित किया गया था।<ref name="posix-vfork">{{man|sh|vfork|SUS6}}</ref> और बाद के संस्करणों में स्पॉन (कंप्यूटिंग) #पॉज़िक्स स्पॉन फ़ंक्शंस|पॉज़िक्स_spawn() (जो सामान्यतः vfork के माध्यम से कार्यान्वित किया जाता है) द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था। | ||
जब एक vfork सिस्टम कॉल जारी किया जाता है, तो मूल प्रक्रिया को तब तक निलंबित कर दिया जाएगा जब तक कि बच्चे की प्रक्रिया या तो निष्पादन पूरा नहीं कर लेती है या सिस्टम कॉल के निष्पादन (कंप्यूटिंग) परिवार में से एक के माध्यम से एक नई निष्पादन योग्य छवि के साथ बदल दी जाती है। बच्चा माता-पिता से [[स्मृति प्रबंधन इकाई]] सेटअप उधार लेता है और स्मृति पृष्ठों को माता-पिता और बच्चे की प्रक्रिया के बीच बिना किसी प्रतिलिपि के साझा किया जाता है, और विशेष रूप से कोई कॉपी-ऑन-राइट शब्दार्थ नहीं होता है;<ref name="posix-vfork"/>इसलिए, यदि चाइल्ड प्रोसेस किसी भी शेयर किए गए पेज में संशोधन करता है, तो कोई नया पेज नहीं बनाया जाएगा और संशोधित पेज पेरेंट प्रोसेस को भी दिखाई देंगे। चूँकि इसमें कोई पृष्ठ प्रतिलिपि शामिल नहीं है (अतिरिक्त मेमोरी का उपभोग), यह तकनीक पूर्ण-प्रतिलिपि वातावरण में सादे फोर्क पर एक अनुकूलन है जब निष्पादन के साथ प्रयोग किया जाता है। | जब एक vfork सिस्टम कॉल जारी किया जाता है, तो मूल प्रक्रिया को तब तक निलंबित कर दिया जाएगा जब तक कि बच्चे की प्रक्रिया या तो निष्पादन पूरा नहीं कर लेती है या सिस्टम कॉल के निष्पादन (कंप्यूटिंग) परिवार में से एक के माध्यम से एक नई निष्पादन योग्य छवि के साथ बदल दी जाती है। बच्चा माता-पिता से [[स्मृति प्रबंधन इकाई]] सेटअप उधार लेता है और स्मृति पृष्ठों को माता-पिता और बच्चे की प्रक्रिया के बीच बिना किसी प्रतिलिपि के साझा किया जाता है, और विशेष रूप से कोई कॉपी-ऑन-राइट शब्दार्थ नहीं होता है;<ref name="posix-vfork"/>इसलिए, यदि चाइल्ड प्रोसेस किसी भी शेयर किए गए पेज में संशोधन करता है, तो कोई नया पेज नहीं बनाया जाएगा और संशोधित पेज पेरेंट प्रोसेस को भी दिखाई देंगे। चूँकि इसमें कोई पृष्ठ प्रतिलिपि शामिल नहीं है (अतिरिक्त मेमोरी का उपभोग), यह तकनीक पूर्ण-प्रतिलिपि वातावरण में सादे फोर्क पर एक अनुकूलन है जब निष्पादन के साथ प्रयोग किया जाता है। पॉज़िक्स में, किसी भी उद्देश्य के लिए vfork का उपयोग निष्पादन परिवार (और कुछ अन्य चुनिंदा कार्यों) से किसी फ़ंक्शन को तत्काल कॉल करने के लिए छोड़कर [[अपरिभाषित व्यवहार]] को जन्म देता है।<ref name="posix-vfork"/>Vfork की तरह, बच्चा डेटा संरचनाओं को कॉपी करने के बजाय उन्हें उधार लेता है। vfork अभी भी एक फोर्क से तेज है जो कॉपी ऑन राइट शब्दार्थ का उपयोग करता है। | ||
[[ यूनिक्स प्रणाली वी ]]ी ने सिस्टम वीआर 4 पेश करने से पहले इस फ़ंक्शन कॉल का समर्थन नहीं किया था,{{citation needed|date=May 2015}} क्योंकि इसके कारण होने वाली स्मृति साझाकरण त्रुटि-प्रवण है: | [[ यूनिक्स प्रणाली वी ]]ी ने सिस्टम वीआर 4 पेश करने से पहले इस फ़ंक्शन कॉल का समर्थन नहीं किया था,{{citation needed|date=May 2015}} क्योंकि इसके कारण होने वाली स्मृति साझाकरण त्रुटि-प्रवण है: | ||
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{{quote|It is rather unfortunate that Linux revived this specter from the past. The BSD man page states: "This system call will be eliminated when proper system sharing mechanisms are implemented. Users should not depend on the memory sharing semantics of vfork() as it will, in that case, be made synonymous to fork(2)."}} | {{quote|It is rather unfortunate that Linux revived this specter from the past. The BSD man page states: "This system call will be eliminated when proper system sharing mechanisms are implemented. Users should not depend on the memory sharing semantics of vfork() as it will, in that case, be made synonymous to fork(2)."}} | ||
साथ अन्य समस्याएं {{mono|vfork}} [[गतिशील लिंकिंग]] के साथ इंटरेक्शन के कारण बहु-थ्रेडेड प्रोग्राम में उत्पन्न होने वाले [[गतिरोध]] शामिल हैं।{{r|oracle}} के प्रतिस्थापन के रूप में {{mono|vfork}} इंटरफ़ेस, | साथ अन्य समस्याएं {{mono|vfork}} [[गतिशील लिंकिंग]] के साथ इंटरेक्शन के कारण बहु-थ्रेडेड प्रोग्राम में उत्पन्न होने वाले [[गतिरोध]] शामिल हैं।{{r|oracle}} के प्रतिस्थापन के रूप में {{mono|vfork}} इंटरफ़ेस, पॉज़िक्स ने पेश किया {{mono|posix_spawn}} कार्यों का परिवार जो फोर्क और निष्पादन के कार्यों को जोड़ता है। इन कार्यों को पुस्तकालय दिनचर्या के रूप में लागू किया जा सकता है {{mono|fork}}, जैसा Linux में किया जाता है,{{r|oracle}} या के संदर्भ में {{mono|vfork}} बेहतर प्रदर्शन के लिए, जैसा सोलारिस में किया जाता है,<ref name="oracle">{{cite web |last=Nakhimovsky |first=Greg |date=May 2006 |title=एप्लिकेशन सबप्रोसेस बनाने के लिए मेमोरी उपयोग को कम करना|url=http://www.oracle.com/technetwork/server-storage/solaris10/subprocess-136439.html |archive-url=https://web.archive.org/web/20190922113430/https://www.oracle.com/technetwork/server-storage/solaris10/subprocess-136439.html |archive-date=Sep 22, 2019 |website=Oracle Technology Network |publisher=[[Oracle Corporation]]}}</ref><ref>[[sourceforge:p/schillix-on/schillix-on/ci/default/tree/usr/src/lib/libc/port/threads/spawn.c|The OpenSolaris posix_spawn() implementation]]</ref> लेकिन पॉज़िक्स विनिर्देश नोट करता है कि उन्हें सिस्टम कॉल के रूप में डिज़ाइन किया गया था, विशेष रूप से विवश हार्डवेयर और [[रीयल-टाइम कंप्यूटिंग]] | रीयल-टाइम सिस्टम पर चलने वाले ऑपरेटिंग सिस्टम के लिए।<ref>{{man|sh|posix_spawn|SUS}}</ref> | ||
जबकि 4.4BSD कार्यान्वयन ने vfork कार्यान्वयन से छुटकारा पा लिया, जिससे vfork का व्यवहार fork के समान हो गया, इसे बाद में प्रदर्शन कारणों से [[NetBSD]] ऑपरेटिंग सिस्टम में बहाल कर दिया गया।<ref name="netbsd-vfork">{{cite web |title=NetBSD Documentation: Why implement traditional vfork() |website=NetBSD Project |access-date=16 October 2013 |url=http://www.netbsd.org/docs/kernel/vfork.html}}</ref> | जबकि 4.4BSD कार्यान्वयन ने vfork कार्यान्वयन से छुटकारा पा लिया, जिससे vfork का व्यवहार fork के समान हो गया, इसे बाद में प्रदर्शन कारणों से [[NetBSD]] ऑपरेटिंग सिस्टम में बहाल कर दिया गया।<ref name="netbsd-vfork">{{cite web |title=NetBSD Documentation: Why implement traditional vfork() |website=NetBSD Project |access-date=16 October 2013 |url=http://www.netbsd.org/docs/kernel/vfork.html}}</ref> | ||
कुछ एम्बेडेड ऑपरेटिंग सिस्टम जैसे कि [[uClinux]] फोर्क को छोड़ देते हैं और केवल vfork को लागू करते हैं, क्योंकि उन्हें उन उपकरणों पर काम करने की आवश्यकता होती है जहां मेमोरी मैनेजमेंट यूनिट की कमी के कारण कॉपी-ऑन-राइट लागू करना असंभव है। | कुछ एम्बेडेड ऑपरेटिंग सिस्टम जैसे कि [[uClinux]] फोर्क को छोड़ देते हैं और केवल vfork को लागू करते हैं, क्योंकि उन्हें उन उपकरणों पर काम करने की आवश्यकता होती है जहां मेमोरी मैनेजमेंट यूनिट की कमी के कारण कॉपी-ऑन-राइट लागू करना असंभव है। | ||
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=== क्लोन === | === क्लोन === | ||
<code>clone</code> [[लिनक्स कर्नेल]] में एक सिस्टम कॉल है जो एक चाइल्ड प्रोसेस बनाता है जो अपने निष्पादन [[संदर्भ (कंप्यूटिंग)]] के कुछ हिस्सों को माता-पिता के साथ साझा कर सकता है। FreeBSD के rfork और IRIX के स्पोक की तरह, Linux का क्लोन प्लान 9 के rfork से प्रेरित था और इसका उपयोग थ्रेड्स को लागू करने के लिए किया जा सकता है (हालाँकि एप्लिकेशन प्रोग्रामर | <code>clone</code> [[लिनक्स कर्नेल]] में एक सिस्टम कॉल है जो एक चाइल्ड प्रोसेस बनाता है जो अपने निष्पादन [[संदर्भ (कंप्यूटिंग)]] के कुछ हिस्सों को माता-पिता के साथ साझा कर सकता है। FreeBSD के rfork और IRIX के स्पोक की तरह, Linux का क्लोन प्लान 9 के rfork से प्रेरित था और इसका उपयोग थ्रेड्स को लागू करने के लिए किया जा सकता है (हालाँकि एप्लिकेशन प्रोग्रामर सामान्यतः उच्च-स्तरीय इंटरफ़ेस जैसे [[pthreads]], क्लोन के शीर्ष पर कार्यान्वित) का उपयोग करेंगे। प्लान 9 और आईआरआईएक्स से अलग स्टैक सुविधा को छोड़ दिया गया है क्योंकि ([[लिनस टोरवाल्ड्स]] के अनुसार) यह बहुत अधिक ओवरहेड का कारण बनता है।<ref name="opensources">{{cite encyclopedia |title=लिनक्स का किनारा|first=Linus |last=Torvalds |encyclopedia=Open Sources: Voices from the Open Source Revolution |year=1999 |publisher=O'Reilly |url=https://archive.org/details/isbn_9781565925823 |isbn=978-1-56592-582-3 |url-access=registration }}</ref> | ||
== अन्य ऑपरेटिंग सिस्टम में फोर्किंग == | == अन्य ऑपरेटिंग सिस्टम में फोर्किंग == | ||
{{one source|section|date= February 2015}} | {{one source|section|date= February 2015}} | ||
[[OpenVMS]] ऑपरेटिंग सिस्टम (1977) के मूल डिजाइन में, फोर्किंग के रूप में नई प्रक्रिया के लिए कुछ विशिष्ट पतों की सामग्री के बाद के उत्परिवर्तन के साथ एक कॉपी | [[OpenVMS]] ऑपरेटिंग सिस्टम (1977) के मूल डिजाइन में, फोर्किंग के रूप में नई प्रक्रिया के लिए कुछ विशिष्ट पतों की सामग्री के बाद के उत्परिवर्तन के साथ एक कॉपी संगणिकीय संक्रिया को जोखिम भरा माना जाता था।{{citation needed|date=October 2013}} वर्तमान प्रक्रिया स्थिति में त्रुटियां चाइल्ड प्रक्रिया में कॉपी की जा सकती हैं। यहां, प्रक्रिया स्पॉनिंग के रूपक का उपयोग किया जाता है: नई प्रक्रिया के मेमोरी लेआउट के प्रत्येक घटक को खरोंच से नवनिर्मित किया जाता है। [[स्पॉन (कंप्यूटिंग)]] रूपक को बाद में माइक्रोसॉफ्ट ऑपरेटिंग सिस्टम (1993) में अपनाया गया। | ||
वीएम/सीएमएस (ओपनएक्सटेंशन) का पॉज़िक्स-संगतता घटक फोर्क का एक बहुत ही सीमित कार्यान्वयन प्रदान करता है, जिसमें बच्चे को निष्पादित करते समय माता-पिता को निलंबित कर दिया जाता है, और बच्चे और माता-पिता एक ही पता स्थान साझा करते हैं।<ref>{{cite web|url=http://www-01.ibm.com/support/knowledgecenter/SSB27U_6.2.0/com.ibm.zvm.v620.dmsp0/hcsp0c0022.htm%23wq47?lang=en|title=z/VM > z/VM 6.2.0 > Application Programming > z/VM V6R2 OpenExtensions POSIX Conformance Document > POSIX.1 Conformance Document > Section 3. Process Primitives > 3.1 Process Creation and Execution > 3.1.1 Process Creation | वीएम/सीएमएस (ओपनएक्सटेंशन) का पॉज़िक्स-संगतता घटक फोर्क का एक बहुत ही सीमित कार्यान्वयन प्रदान करता है, जिसमें बच्चे को निष्पादित करते समय माता-पिता को निलंबित कर दिया जाता है, और बच्चे और माता-पिता एक ही पता स्थान साझा करते हैं।<ref>{{cite web|url=http://www-01.ibm.com/support/knowledgecenter/SSB27U_6.2.0/com.ibm.zvm.v620.dmsp0/hcsp0c0022.htm%23wq47?lang=en|title=z/VM > z/VM 6.2.0 > Application Programming > z/VM V6R2 OpenExtensions POSIX Conformance Document > POSIX.1 Conformance Document > Section 3. Process Primitives > 3.1 Process Creation and Execution > 3.1.1 Process Creation | ||
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में पहला बयान {{mono|main}} कॉल करता है {{mono|fork}} निष्पादन को दो प्रक्रियाओं में विभाजित करने के लिए सिस्टम कॉल। का वापसी मूल्य {{mono|fork}} प्रकार के एक चर में दर्ज किया गया है {{mono|pid_t}}, जो प्रक्रिया पहचानकर्ताओं (PIDs) के लिए | में पहला बयान {{mono|main}} कॉल करता है {{mono|fork}} निष्पादन को दो प्रक्रियाओं में विभाजित करने के लिए सिस्टम कॉल। का वापसी मूल्य {{mono|fork}} प्रकार के एक चर में दर्ज किया गया है {{mono|pid_t}}, जो प्रक्रिया पहचानकर्ताओं (PIDs) के लिए पॉज़िक्स प्रकार है। | ||
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बाल प्रक्रिया में, वापसी मान शून्य के रूप में प्रकट होता है (जो एक अमान्य प्रक्रिया पहचानकर्ता है)। बाल प्रक्रिया वांछित ग्रीटिंग संदेश प्रिंट करती है, फिर बाहर निकलती है। (तकनीकी कारणों से, | <nowiki>बाल प्रक्रिया में, वापसी मान शून्य के रूप में प्रकट होता है (जो एक अमान्य प्रक्रिया पहचानकर्ता है)। बाल प्रक्रिया वांछित ग्रीटिंग संदेश प्रिंट करती है, फिर बाहर निकलती है। (तकनीकी कारणों से, पॉज़िक्स {{mono|_exit}सी मानक के बजाय यहां } फ़ंक्शन का उपयोग किया जाना चाहिए </nowiki>{{mono|exit}} समारोह।) | ||
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दूसरी प्रक्रिया, माता-पिता, से प्राप्त करता है {{mono|fork}} बच्चे की प्रक्रिया पहचानकर्ता, जो हमेशा एक सकारात्मक संख्या होती है। मूल प्रक्रिया इस पहचानकर्ता को पास करती है {{mono|waitpid}} बच्चे के बाहर निकलने तक निष्पादन को निलंबित करने के लिए सिस्टम कॉल। जब ऐसा हो जाता है, तो माता-पिता निष्पादन फिर से | दूसरी प्रक्रिया, माता-पिता, से प्राप्त करता है {{mono|fork}} बच्चे की प्रक्रिया पहचानकर्ता, जो हमेशा एक सकारात्मक संख्या होती है। मूल प्रक्रिया इस पहचानकर्ता को पास करती है {{mono|waitpid}} बच्चे के बाहर निकलने तक निष्पादन को निलंबित करने के लिए सिस्टम कॉल। जब ऐसा हो जाता है, तो माता-पिता निष्पादन फिर से प्रारम्भ करते हैं और इसके माध्यम से बाहर निकल जाते हैं {{mono|return}} कथन। | ||
== यह भी देखें == | == यह भी देखें == |
Revision as of 22:09, 29 May 2023
कम्प्यूटिंग में, विशेष रूप से यूनिक्स ऑपरेटिंग सिस्टम और यूनिक्स के संदर्भ में फोर्क एक संगणिकीय संक्रिया है जिससे एक कंप्यूटर प्रक्रिया स्वयं की एक प्रति बनाती है। यह एक इंटरफ़ेस है जो पॉज़िक्स और सिंगल यूनिक्स विशिष्टता मानकों के अनुपालन के लिए आवश्यक है। यह सामान्यतः फोर्क, क्लोन या कर्नेल (ऑपरेटिंग सिस्टम) के अन्य सिस्टम कॉल के लिए मानक लाइब्रेरी C पर रैपर लाइब्रेरी के रूप में लागू किया जाता है। यूनिक्स जैसे ऑपरेटिंग सिस्टम पर फोर्क प्रक्रिया निर्माण की प्राथमिक विधि है।
अवलोकन
मल्टीटास्किंग ऑपरेटिंग सिस्टम में, प्रोसेस (चल रहे प्रोग्राम) को नई प्रोसेस बनाने के लिए अन्य कार्यक्रम चलाने के लिए एक तरीके की आवश्यकता होती है। फोर्क और इसके प्रकार सामान्यतः यूनिक्स जैसी प्रणालियों में ऐसा करने का एकमात्र तरीका है। प्रक्रिया के लिए एक अलग कार्यक्रम का निष्पादन प्रारम्भ करने के लिए, यह पहले खुद की एक प्रति बनाने के लिए फोर्क करता है। फिर, कॉपी, जिसे चाइल्ड प्रोसेस कहा जाता है, दूसरे प्रोग्राम के साथ खुद को ओवरले करने के लिए निष्पादन (सिस्टम कॉल) सिस्टम कॉल को कॉल करती है: यह दूसरे के पक्ष में अपने पूर्व प्रोग्राम का निष्पादन बंद कर देती है।
फोर्क संगणिकीय संक्रिया बच्चे के लिए एक अलग पता स्थान बनाता है। चाइल्ड प्रोसेस में जनक प्रक्रिया के सभी मेमोरी सेगमेंट की सटीक कॉपी होती है। SunOS-4.0 से आभासी मेमोरी मॉडल का पालन करने वाले आधुनिक यूनिक्स वेरिएंट में, लिखने पर नकल सिमेंटिक्स लागू किए जाते हैं और भौतिक मेमोरी को वास्तव में कॉपी करने की आवश्यकता नहीं होती है। इसके बजाय, दोनों प्रक्रियाओं में वर्चुअल मेमोरी पेज भौतिक मेमोरी के समान पेजों को संदर्भित कर सकते हैं जब तक कि उनमें से कोई एक ऐसे पेज पर नहीं लिखता है: तब इसे कॉपी किया जाता है। यह अनुकूलन सामान्य मामले में महत्वपूर्ण है जहां एक नए प्रोग्राम को निष्पादित करने के लिए fork का उपयोग exec के संयोजन के साथ किया जाता है: आम तौर पर, बाल प्रक्रिया प्रारम्भ होने वाले कार्यक्रम के पक्ष में अपने कार्यक्रम के निष्पादन को समाप्त करने से पहले केवल क्रियाओं का एक छोटा सा सेट करती है, और इसके माता-पिता के डेटा संरचनाओं में से बहुत कम, यदि कोई हो, की आवश्यकता होती है।
जब कोई प्रक्रिया फोर्क कहती है, तो उसे मूल प्रक्रिया माना जाता है और नव निर्मित प्रक्रिया उसका बच्चा है। फोर्क के बाद, दोनों प्रक्रियाएं न केवल एक ही प्रोग्राम चलाती हैं, बल्कि वे निष्पादन फिर से प्रारम्भ करती हैं जैसे कि दोनों कार्यकारी (सिस्टम कॉल) को कॉल किया था। फिर वे अपनी स्थिति, बच्चे या माता-पिता को निर्धारित करने के लिए कॉल के वापसी मूल्य का निरीक्षण कर सकते हैं और तदनुसार कार्य कर सकते हैं।
इतिहास
1962 में प्रकाशित मेल्विन कॉनवे द्वारा ए मल्टीप्रोसेसर सिस्टम डिज़ाइन में एक कांटा अवधारणा के शुरुआती संदर्भों में से एक दिखाई दिया।[1] कॉनवे के पेपर ने प्रोजेक्ट जिन्न|जेनी टाइम-शेयरिंग सिस्टम में फोर्क के एल. पीटर डिस्टक्यू द्वारा कार्यान्वयन को प्रेरित किया, जहां केन थॉम्पसन द्वारा इसकी प्रारम्भआती उपस्थिति के लिए अवधारणा को उधार लिया गया था।[2] अनुसंधान यूनिक्स में।[3][4] Fork बाद में पॉज़िक्स में एक मानक इंटरफ़ेस बन गया।[5]
संचार
चाइल्ड प्रक्रिया अपने माता-पिता के फाइल डिस्क्रिप्टर की एक प्रति के साथ प्रारम्भ होती है।[5] इंटरप्रोसेस कम्युनिकेशन के लिए, मूल प्रक्रिया अक्सर एक या कई पाइप (कंप्यूटर विज्ञान) बनाती है, और फिर फोर्किंग के बाद प्रक्रियाएं उन पाइपों के सिरों को बंद कर देंगी जिनकी उन्हें आवश्यकता नहीं है।[6]
वेरिएंट
वीफोर्क
Vfork समान कॉलिंग कन्वेंशन और समान शब्दार्थ के साथ fork का एक प्रकार है, लेकिन केवल प्रतिबंधित स्थितियों में उपयोग किया जाता है। यह यूनिक्स के बर्कले सॉफ्टवेयर वितरण संस्करण में उत्पन्न हुआ,[7][8][9] वर्चुअल मेमोरी का समर्थन करने वाला पहला यूनिक्स। इसे पॉज़िक्स द्वारा मानकीकृत किया गया था, जिसने vfork को फोर्क के समान ही व्यवहार करने की अनुमति दी थी, लेकिन 2004 के संस्करण में अप्रचलित चिह्नित किया गया था।[10] और बाद के संस्करणों में स्पॉन (कंप्यूटिंग) #पॉज़िक्स स्पॉन फ़ंक्शंस|पॉज़िक्स_spawn() (जो सामान्यतः vfork के माध्यम से कार्यान्वित किया जाता है) द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था।
जब एक vfork सिस्टम कॉल जारी किया जाता है, तो मूल प्रक्रिया को तब तक निलंबित कर दिया जाएगा जब तक कि बच्चे की प्रक्रिया या तो निष्पादन पूरा नहीं कर लेती है या सिस्टम कॉल के निष्पादन (कंप्यूटिंग) परिवार में से एक के माध्यम से एक नई निष्पादन योग्य छवि के साथ बदल दी जाती है। बच्चा माता-पिता से स्मृति प्रबंधन इकाई सेटअप उधार लेता है और स्मृति पृष्ठों को माता-पिता और बच्चे की प्रक्रिया के बीच बिना किसी प्रतिलिपि के साझा किया जाता है, और विशेष रूप से कोई कॉपी-ऑन-राइट शब्दार्थ नहीं होता है;[10]इसलिए, यदि चाइल्ड प्रोसेस किसी भी शेयर किए गए पेज में संशोधन करता है, तो कोई नया पेज नहीं बनाया जाएगा और संशोधित पेज पेरेंट प्रोसेस को भी दिखाई देंगे। चूँकि इसमें कोई पृष्ठ प्रतिलिपि शामिल नहीं है (अतिरिक्त मेमोरी का उपभोग), यह तकनीक पूर्ण-प्रतिलिपि वातावरण में सादे फोर्क पर एक अनुकूलन है जब निष्पादन के साथ प्रयोग किया जाता है। पॉज़िक्स में, किसी भी उद्देश्य के लिए vfork का उपयोग निष्पादन परिवार (और कुछ अन्य चुनिंदा कार्यों) से किसी फ़ंक्शन को तत्काल कॉल करने के लिए छोड़कर अपरिभाषित व्यवहार को जन्म देता है।[10]Vfork की तरह, बच्चा डेटा संरचनाओं को कॉपी करने के बजाय उन्हें उधार लेता है। vfork अभी भी एक फोर्क से तेज है जो कॉपी ऑन राइट शब्दार्थ का उपयोग करता है।
यूनिक्स प्रणाली वी ी ने सिस्टम वीआर 4 पेश करने से पहले इस फ़ंक्शन कॉल का समर्थन नहीं किया था,[citation needed] क्योंकि इसके कारण होने वाली स्मृति साझाकरण त्रुटि-प्रवण है:
Vfork does not copy page tables so it is faster than the System V fork implementation. But the child process executes in the same physical address space as the parent process (until an exec or exit) and can thus overwrite the parent's data and stack. A dangerous situation could arise if a programmer uses vfork incorrectly, so the onus for calling vfork lies with the programmer. The difference between the System V approach and the BSD approach is philosophical: Should the kernel hide idiosyncrasies of its implementation from users, or should it allow sophisticated users the opportunity to take advantage of the implementation to do a logical function more efficiently?
— Maurice J. Bach[11]
इसी तरह, vfork के लिए Linux मैन पेज दृढ़ता से इसके उपयोग को हतोत्साहित करता है:[7][failed verification][discuss]
It is rather unfortunate that Linux revived this specter from the past. The BSD man page states: "This system call will be eliminated when proper system sharing mechanisms are implemented. Users should not depend on the memory sharing semantics of vfork() as it will, in that case, be made synonymous to fork(2)."
साथ अन्य समस्याएं vfork गतिशील लिंकिंग के साथ इंटरेक्शन के कारण बहु-थ्रेडेड प्रोग्राम में उत्पन्न होने वाले गतिरोध शामिल हैं।[12] के प्रतिस्थापन के रूप में vfork इंटरफ़ेस, पॉज़िक्स ने पेश किया posix_spawn कार्यों का परिवार जो फोर्क और निष्पादन के कार्यों को जोड़ता है। इन कार्यों को पुस्तकालय दिनचर्या के रूप में लागू किया जा सकता है fork, जैसा Linux में किया जाता है,[12] या के संदर्भ में vfork बेहतर प्रदर्शन के लिए, जैसा सोलारिस में किया जाता है,[12][13] लेकिन पॉज़िक्स विनिर्देश नोट करता है कि उन्हें सिस्टम कॉल के रूप में डिज़ाइन किया गया था, विशेष रूप से विवश हार्डवेयर और रीयल-टाइम कंप्यूटिंग | रीयल-टाइम सिस्टम पर चलने वाले ऑपरेटिंग सिस्टम के लिए।[14] जबकि 4.4BSD कार्यान्वयन ने vfork कार्यान्वयन से छुटकारा पा लिया, जिससे vfork का व्यवहार fork के समान हो गया, इसे बाद में प्रदर्शन कारणों से NetBSD ऑपरेटिंग सिस्टम में बहाल कर दिया गया।[8] कुछ एम्बेडेड ऑपरेटिंग सिस्टम जैसे कि uClinux फोर्क को छोड़ देते हैं और केवल vfork को लागू करते हैं, क्योंकि उन्हें उन उपकरणों पर काम करने की आवश्यकता होती है जहां मेमोरी मैनेजमेंट यूनिट की कमी के कारण कॉपी-ऑन-राइट लागू करना असंभव है।
रफर्क
यूनिक्स के डिजाइनरों द्वारा बनाई गई बेल लैब्स ऑपरेटिंग सिस्टम की योजना 9 में फोर्क शामिल है, लेकिन rfork नामक एक संस्करण भी है, जो पता स्थान सहित माता-पिता और बच्चे की प्रक्रियाओं के बीच संसाधनों के ठीक-ठाक साझा करने की अनुमति देता है (कॉल स्टैक सेगमेंट को छोड़कर, जो प्रत्येक प्रक्रिया के लिए अद्वितीय है), पर्यावरण चर और फाइलसिस्टम नेमस्पेस;[15] यह इसे प्रक्रियाओं और उनके भीतर थ्रेड (कंप्यूटर विज्ञान) दोनों के निर्माण के लिए एक एकीकृत इंटरफ़ेस बनाता है।[16] फ्रीबीएसडी दोनों[17] और IRIX ने योजना 9 से rfork सिस्टम कॉल को अपनाया, बाद वाले ने इसे sproc नाम दिया।[18]
क्लोन
clone
लिनक्स कर्नेल में एक सिस्टम कॉल है जो एक चाइल्ड प्रोसेस बनाता है जो अपने निष्पादन संदर्भ (कंप्यूटिंग) के कुछ हिस्सों को माता-पिता के साथ साझा कर सकता है। FreeBSD के rfork और IRIX के स्पोक की तरह, Linux का क्लोन प्लान 9 के rfork से प्रेरित था और इसका उपयोग थ्रेड्स को लागू करने के लिए किया जा सकता है (हालाँकि एप्लिकेशन प्रोग्रामर सामान्यतः उच्च-स्तरीय इंटरफ़ेस जैसे pthreads, क्लोन के शीर्ष पर कार्यान्वित) का उपयोग करेंगे। प्लान 9 और आईआरआईएक्स से अलग स्टैक सुविधा को छोड़ दिया गया है क्योंकि (लिनस टोरवाल्ड्स के अनुसार) यह बहुत अधिक ओवरहेड का कारण बनता है।[18]
अन्य ऑपरेटिंग सिस्टम में फोर्किंग
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OpenVMS ऑपरेटिंग सिस्टम (1977) के मूल डिजाइन में, फोर्किंग के रूप में नई प्रक्रिया के लिए कुछ विशिष्ट पतों की सामग्री के बाद के उत्परिवर्तन के साथ एक कॉपी संगणिकीय संक्रिया को जोखिम भरा माना जाता था।[citation needed] वर्तमान प्रक्रिया स्थिति में त्रुटियां चाइल्ड प्रक्रिया में कॉपी की जा सकती हैं। यहां, प्रक्रिया स्पॉनिंग के रूपक का उपयोग किया जाता है: नई प्रक्रिया के मेमोरी लेआउट के प्रत्येक घटक को खरोंच से नवनिर्मित किया जाता है। स्पॉन (कंप्यूटिंग) रूपक को बाद में माइक्रोसॉफ्ट ऑपरेटिंग सिस्टम (1993) में अपनाया गया।
वीएम/सीएमएस (ओपनएक्सटेंशन) का पॉज़िक्स-संगतता घटक फोर्क का एक बहुत ही सीमित कार्यान्वयन प्रदान करता है, जिसमें बच्चे को निष्पादित करते समय माता-पिता को निलंबित कर दिया जाता है, और बच्चे और माता-पिता एक ही पता स्थान साझा करते हैं।[19] यह अनिवार्य रूप से एक फोर्क के रूप में लेबल किया गया एक vfork है। (यह केवल CMS अतिथि ऑपरेटिंग सिस्टम पर लागू होता है; अन्य VM अतिथि ऑपरेटिंग सिस्टम, जैसे Linux, मानक फ़ोर्क कार्यक्षमता प्रदान करते हैं।)
आवेदन उपयोग
हेलो, वर्ल्ड! का निम्न संस्करण! कार्यक्रम यांत्रिकी को प्रदर्शित करता है fork सी (प्रोग्रामिंग भाषा) प्रोग्रामिंग भाषा में सिस्टम कॉल। कार्यक्रम दो प्रक्रियाओं में बंट जाता है, प्रत्येक यह तय करता है कि फोर्क सिस्टम कॉल के रिटर्न वैल्यू के आधार पर वे किस कार्यक्षमता का प्रदर्शन करते हैं। हेडर फाइल जैसे बॉयलरप्लेट कोड को छोड़ दिया गया है।
int main(void)
{
pid_t pid = fork();
if (pid == -1) {
perror("fork failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
else if (pid == 0) {
printf("Hello from the child process!\n");
_exit(EXIT_SUCCESS);
}
else {
int status;
(void)waitpid(pid, &status, 0);
}
return EXIT_SUCCESS;
}
इस प्रकार इस कार्यक्रम का एक विच्छेदन है।
pid_t pid = fork();
में पहला बयान main कॉल करता है fork निष्पादन को दो प्रक्रियाओं में विभाजित करने के लिए सिस्टम कॉल। का वापसी मूल्य fork प्रकार के एक चर में दर्ज किया गया है pid_t, जो प्रक्रिया पहचानकर्ताओं (PIDs) के लिए पॉज़िक्स प्रकार है।
if (pid == -1) {
perror("fork failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
माइनस वन एक त्रुटि को इंगित करता है fork: कोई नई प्रक्रिया नहीं बनाई गई थी, इसलिए एक त्रुटि संदेश छपा है।
अगर fork सफल रहा, तो अब दो प्रक्रियाएँ हैं, दोनों क्रियान्वित कर रही हैं main उस बिंदु से कार्य करें जहां fork लौट आया। प्रक्रियाओं को अलग-अलग कार्य करने के लिए, प्रोग्राम को रिटर्न वैल्यू पर ब्रांच (कंप्यूटर साइंस) करना चाहिए fork यह निर्धारित करने के लिए कि क्या यह चाइल्ड प्रोसेस या पैरेंट प्रोसेस के रूप में निष्पादित हो रहा है।
else if (pid == 0) {
printf("Hello from the child process!\n");
_exit(EXIT_SUCCESS);
}
बाल प्रक्रिया में, वापसी मान शून्य के रूप में प्रकट होता है (जो एक अमान्य प्रक्रिया पहचानकर्ता है)। बाल प्रक्रिया वांछित ग्रीटिंग संदेश प्रिंट करती है, फिर बाहर निकलती है। (तकनीकी कारणों से, पॉज़िक्स {{mono|_exit}सी मानक के बजाय यहां } फ़ंक्शन का उपयोग किया जाना चाहिए exit समारोह।)
else {
int status;
(void)waitpid(pid, &status, 0);
}
दूसरी प्रक्रिया, माता-पिता, से प्राप्त करता है fork बच्चे की प्रक्रिया पहचानकर्ता, जो हमेशा एक सकारात्मक संख्या होती है। मूल प्रक्रिया इस पहचानकर्ता को पास करती है waitpid बच्चे के बाहर निकलने तक निष्पादन को निलंबित करने के लिए सिस्टम कॉल। जब ऐसा हो जाता है, तो माता-पिता निष्पादन फिर से प्रारम्भ करते हैं और इसके माध्यम से बाहर निकल जाते हैं return कथन।
यह भी देखें
- कांटा बम
- कांटा-निष्पादन
- बाहर निकलें (सिस्टम कॉल)
- स्पॉन (कंप्यूटिंग)
- प्रतीक्षा करें (सिस्टम कॉल)
संदर्भ
- ↑ Nyman, Linus (25 August 2016). "फोर्क और जॉइन के इतिहास पर नोट्स". IEEE Annals of the History of Computing. 38 (3): 84–87. doi:10.1109/MAHC.2016.34.
- ↑ "s3.s from Research UNIX". GitHub. 1970.
- ↑ Ken Thompson and Dennis Ritchie (3 November 1971). "एसवाईएस फोर्क (द्वितीय)" (PDF). UNIX Programmer's Manual. Bell Laboratories.
- ↑ Ritchie, Dennis M.; Thompson, Ken (July 1978). "UNIX टाइम-शेयरिंग सिस्टम" (PDF). Bell System Tech. J. AT&T. 57 (6): 1905–1929. doi:10.1002/j.1538-7305.1978.tb02136.x. Retrieved 22 April 2014.
- ↑ 5.0 5.1 The Single UNIX Specification, Version 4 from The Open Group – System Interfaces Reference,
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- ↑ 7.0 7.1 Linux Programmer's Manual – System Calls –
- ↑ 8.0 8.1 "NetBSD Documentation: Why implement traditional vfork()". NetBSD Project. Retrieved 16 October 2013.
- ↑ "vfork(2)". UNIX Programmer's Manual, Virtual VAX-11 Version. University of California, Berkeley. December 1979.
- ↑ 10.0 10.1 10.2 The Single UNIX Specification, Version 3 from The Open Group – System Interfaces Reference,
- ↑ Bach, Maurice J. (1986). The Design of The UNIX Operating System. Prentice–Hall. pp. 291–292. Bibcode:1986duos.book.....B.
- ↑ 12.0 12.1 12.2 Nakhimovsky, Greg (May 2006). "एप्लिकेशन सबप्रोसेस बनाने के लिए मेमोरी उपयोग को कम करना". Oracle Technology Network. Oracle Corporation. Archived from the original on Sep 22, 2019.
- ↑ The OpenSolaris posix_spawn() implementation
- ↑ The Single UNIX Specification, Version 4 from The Open Group – System Interfaces Reference,
- ↑ Plan 9 Programmer's Manual, Volume 1 –
- ↑ Plan 9 Programmer's Manual, Volume 1 –
- ↑ FreeBSD System Calls Manual –
- ↑ 18.0 18.1 Torvalds, Linus (1999). "लिनक्स का किनारा". Open Sources: Voices from the Open Source Revolution. O'Reilly. ISBN 978-1-56592-582-3.
- ↑ "z/VM > z/VM 6.2.0 > Application Programming > z/VM V6R2 OpenExtensions POSIX Conformance Document > POSIX.1 Conformance Document > Section 3. Process Primitives > 3.1 Process Creation and Execution > 3.1.1 Process Creation". IBM. Retrieved April 21, 2015.