当涉及到进程复制时，有时会出现一个令人困惑的现象：在父进程和子进程中，某些变量的内存地址似乎是相同的，尽管它们实际上是独立的进程。下面我将简单解释这个现象以及背后的原因。
进程复制：父子进程的神秘关系
在多进程编程中，使用 `fork()` 函数可以创建一个新的子进程。这个子进程是父进程的几乎完美副本，包括代码、数据和资源。这就是为什么在子进程中有时会看到父进程的某些变量具有相同的内存地址的原因。
为什么内存地址相同？
这种现象的原因在于虚拟内存系统。虚拟内存允许操作系统为每个进程创建一个独立的虚拟地址空间，使得每个进程都认为它在使用整个计算机的内存。但实际上，物理内存被分割和共享。
当调用 `fork()` 创建子进程时，操作系统并不会复制整个物理内存。相反，它会为子进程创建一个新的页表，该页表将虚拟地址映射到相同的物理内存页面。这就是为什么子进程看起来拥有与父进程相同的内存地址。
数据独立性
虽然父子进程共享相同的物理内存页面，但它们的数据是独立的。这意味着当一个进程修改共享页面上的数据时，不会影响到另一个进程。因为每个进程都有自己的页表，操作系统会根据页表来决定虚拟地址如何映射到物理内存。
进程间通信
尽管父子进程拥有相同的内存页面，但它们通常需要使用进程间通信（IPC）机制来实现数据共享。这可以通过管道、共享内存、消息队列等方式来实现。IPC 机制允许这两个进程在独立的虚拟地址空间中交换数据，确保数据的一致性和安全性。
结论
进程复制是多进程编程的常见技术，它允许创建独立运行的子进程，但在虚拟内存背后，这两个进程共享相同的物理内存页面。这种现象可以解释为什么父进程和子进程有时会看到某些变量的内存地址是相同的，尽管它们实际上是独立的进程。要确保数据的正确性和安全性，需要使用适当的 IPC 机制来实现进程间通信。对于开发者来说，了解虚拟内存系统和进程复制机制是编写稳健多进程应用程序的关键。
demo案例
#include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <string.h> #include <sys/types.h> #include <sys/wait.h> #include <unistd.h> int main(void) { int fd[2]; int ret; int status; //创建了两个字符数组 buff1 和 buff2，用于存储从父进程到子进程和从子进程到父进程的信息。 char buff1[1024]; char buff2[1024]; pid_t pd; //调用 pipe(fd) 创建了一个管道，其中 fd 是一个包含两个文件描述符的数组，fd[0] 用于读取数据，fd[1] 用于写入数据。 ret = pipe(fd); if (ret !=0) { printf("create pipe failed!\n"); exit(1); } pd = fork();//调用 fork() 创建了一个子进程。如果 fork() 失败，程序将打印错误消息并退出。 if (pd == -1) { printf("fork error!\n"); exit(1); } else if (pd == 0) {//在子进程中（当 pd == 0 时），首先清空了 buff2，然后从管道的读取端 fd[0] 读取数据到 buff2 中。接着，子进程将一条信息写入管道的写入端 fd[1] 中，然后打印发送的信息和缓冲区地址。 bzero(buff2, sizeof(buff2)); read(fd[0], buff2, sizeof(buff2)); printf("process(%d) received information[child-buff2]:%s [%p]\n", getpid(), buff2,buff2); strcpy(buff1,"Hello!parent!"); write(fd[1],buff1,strlen(buff1)); printf("process(%d) send information[child-buff1]:%s [%p]\n", getpid(), buff1,buff1); } else {//在父进程中（当 pd > 0 时），首先将一条信息写入管道的写入端 fd[1] 中，然后睡眠了5秒钟。接着，从管道的读取端 fd[0] 读取数据到 buff2 中，然后打印接收的信息和缓冲区地址。 strcpy(buff1, "Hello!child"); write(fd[1], buff1, strlen(buff1)); printf("process(%d) send information[parent-buff1]:%s [%p]\n", getpid(), buff1,buff1); sleep(5); read(fd[0],buff2,sizeof(buff2)); printf("process(%d) received information[parent-buff2]:%s [%p]\n", getpid(), buff2,buff2); } if (pd > 0) { wait(&status);//父进程等待子进程的结束（通过 wait(&status)），以确保子进程在父进程之前结束。 } return 0; }
输出结果：
结果表明，子进程和父进程中相同变量名的内存地址相同，但所存储的内容却并不一样。
