寫入時複製（copy-on-write）

想像兩位室友都想要同一張長長購物清單的個人副本。如果兩人都不打算更改它，馬上影印一份是浪費——他們大可共用那一張、各自讀取。於是他們共用，並且只在其中一人真的想塗改時，才做出私人副本。在有人寫之前，一張共用清單同時服務兩人；複製是延遲的，發生在第一次寫入時。寫入時複製把這個把戲一模一樣地套用到記憶體的頁上。

具體來說，當一個行程 fork 出一個子行程時，子行程會得到父行程位址空間的一份副本。急切地複製每一頁既慢又常常徒勞，因為子行程往往隨即就呼叫 exec、把自己的記憶體換掉。取而代之，寫入時複製讓父行程與子行程共用同樣的實體頁框，在兩者的分頁表裡全都標記為唯讀。只要雙方都只讀取，它們就愉快地共用同一份副本。當任一方試圖寫入某個共用頁的那一刻，硬體就陷入（一次保護錯誤）；作業系統接著只為這一頁、為那個要寫的一方做出一份私人副本，把那一方的分頁表項目指向新頁框並恢復寫入權限，再讓寫入進行。只有真正被修改的那些頁才會被複製；所有沒被碰過的都維持共用。

為什麼重要：寫入時複製讓 fork 既便宜又快速，這很要緊，因為「先 fork 再 exec」是類 Unix 系統啟動新程式的標準做法。沒有它，每一次 fork 都得複製父行程的整個記憶體，卻只是為了在一瞬間之後就丟掉。同樣的想法也驅動了高效的快照、虛擬機器的記憶體共享，以及寫入時複製檔案系統。誠實的微妙之處是：寫入時複製只是延後成本、並未消除它——一個父子雙方都大量寫入的工作負載會觸發許多次複製，最終也許不比一開始就複製便宜，還外加每次錯誤的陷入開銷。