copy-on-write，写时复制，是计算机程序设计领域的一种优化策略，其核心思想是，当有多个调用者都需要请求相同资源时，一开始资源只会有一份，多个调用者共同读取这一份资源，当某个调用者需要修改数据的时候，才会分配一块内存，将数据拷贝过去，供这个调用者使用，而其他调用者依然还是读取最原始的那份数据。每次有调用者需要修改数据时，就会重复一次拷贝流程，供调用者修改使用。
使用copy-on-write可以避免或者减少数据的拷贝操作，极大的提高性能，其应用十分广泛，例如Linux的fork调用，Linux的文件管理系统，一些数据库服务，Java中的CopyOnWriteArrayList。
Linux在启动过程中，会初始化内核，而内核初始化的最后一步，是创建一个PID为1的超级进程，又叫做根进程。系统中所有的其他进程，都是由这个根进程直接或者间接产生的，而产生进程的方式，就是利用fork系统调用，fork是类Unix操作系统上创建进程的主要方法。
fork()中的copy-on-write
fork进程之后，父进程中的数据怎么办？常规思路是，给子进程重新开辟一块物理内存，将父进程的数据拷贝到子进程中，拷贝完之后，父进程和子进程之间的数据段和堆栈是相互独立的。这样做会带来两个问题：
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拷贝本身会有CPU和内存的开销；
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fork出来的子进程在此后多会执行exec()系统调用。exec系统调用会装载一个新的程序，替换掉当前进程的地址空间，从而执行不同的任务。即是会抛弃父进程的数据。
也就是说，绝大部分情况下，fork一个子进程会耗费CPU和内存资源，但是马上又被子进程抛弃不用了，那么资源的开销就显得毫无意义，于是出于效率考虑，linux引入了copy-on-write技术。
在fork()调用之后，只会给子进程分配虚拟内存地址，而父子进程的虚拟内存地址虽然不同，但是映射到物理内存上都是同一块区域，子进程的代码段、数据段、堆栈都是指向父进程的物理空间。
并且此时父进程中所有对应的内存页都会被标记为只读，父子进程都可以正常读取内存数据，当其中某个进程需要更新数据时，检测到内存页是read-only的，内存管理单元（MMU）便会抛出一个页面异常中断，（page-fault），在处理异常时，内核便会把触发异常的内存页拷贝一份（其他内存页还是共享的一份），让父子进程各自持有一份。
下图分别反映了修改页面 C 的前与后。
例如，假设子进程试图修改包含部分堆栈的页面，并且设置为写时复制。操作系统会创建这个页面的副本，将其映射到子进程的地址空间。然后，子进程会修改复制的页面，而不是属于父进程的页面。显然，当使用写时复制技术时，仅复制任何一进程修改的页面，所有未修改的页面可以由父进程和子进程共享。 还要注意，只有可以修改的页面才需要标记为写时复制。不能修改的页面（包含可执行代码的页面）可以由父进程和子进程共享。
Copy On Write技术好处是什么？
- COW技术可减少分配和复制大量资源时带来的瞬间延时。
- COW技术可减少不必要的资源分配。比如fork进程时，并不是所有的页面都需要复制，父进程的代码段和只读数据段都不被允许修改，所以无需复制。
Copy On Write技术缺点是什么？
- 如果在fork()之后，父子进程都还需要继续进行写操作，那么会产生大量的分页错误(页异常中断page-fault)，这样就得不偿失。
几句话总结Linux的Copy On Write技术：
- fork出的子进程共享父进程的物理空间，当父子进程有内存写入操作时，read-only内存页发生中断，将触发的异常的内存页复制一份(其余的页还是共享父进程的)。
- fork出的子进程功能实现和父进程是一样的。如果有需要，我们会用
exec()把当前进程映像替换成新的进程文件，完成自己想要实现的功能。
