- 程序地址空间
- 多进程的地址空间
- 进程地址空间图解
- 为什么要有地址空间？
- 对于屏蔽底层申请内存过程的理解
- 结尾
我们在学习C语言的时候，都画过一个内存空间的空间布局图，如下
接下来我们用代码看看在程序中，地址空间是不是这样布局的
1 #include多进程的地址空间2 #include 3 4 // 定义两个全局变量，一个初始化，一个不初始化 5 int g_uninit; 6 int g_init = 10; 7 8 int main() 9 { 10 const char* s = "hello world";// 定义一个常量字符串 11 printf("代码区内存地址：%pn", main); 12 printf("常量字符串地址：%pn", s); 13 printf("未初始化全局变量地址：%pn", &g_uninit); 14 printf("初始化的全局变量地址：%pn", &g_uninit); 15 16 char* heap = (char*)malloc(10); // 在堆空间上开辟一段空间 17 printf("堆空间的地址：%pn", heap); 18 printf("栈空间的地址：%pn", &s); 19 printf("栈空间的地址：%pn", &heap); 20 21 22 23 return 0; 24 }
我们知道了，内存空间的布局。我们知道每一个进程都是独立的，子进程在创建的时候是通过父进程的模板创建的，在子进程进行修改的时候，会发生写时拷贝。那么下面我们看看一段代码来感受一下。
[tpm@localhost course]$ cat myproctest.c #include#include #include // 定义两个全局变量，一个初始化，一个不初始化 int g_uninit; int g_init = 10; int main() { // 数据是各自私有一份的（写时拷贝） if(fork() == 0) { // 子进程 int cnt = 5; while(cnt) { printf("我是子进程，第%d次, g_init = %d, g_init的地址:%pn",cnt, g_init, &g_init); cnt--; sleep(1); // 修改g_init if(cnt == 3) { printf("############子进程更改数据############n"); g_init = 200; printf("############子进程更改数据############n"); } } } else{ // 父进程 while(1) { printf("我是父进程，g_init = %d, g_init的地址:%pn", g_init, &g_init); sleep(1); } } return 0; }
进程地址空间图解我们执行了上面的代码后，发现最开始的时候，子进程和父进程去访问g_init的变量的时候，打印结果都是10，而且他们的地址都是一样的0x60104c，可是，我们知道，在子进程修改数据时是会发生写时拷贝的。这个时候我们发现虽然子进程和父进程看到的内容是变了，可是地址却没变。这是为什么呢？
其实在linux中，我们通过代码所得到的地址，并不是实实在在的内存地址，而是一个虚拟地址。它是物理内存的一个映射。
举个例子：
有一个身家300亿大富豪，他有10个私生子。这10个私生子都彼此不知道对方的存在。这个大富豪，给每一个私生子都画了一张大饼，等他去世之后，就有你来继承他的300亿。这时，每个私生子都认为自己独占这300亿。那么类比过来，这个富豪，就是操作系统，他可以管理他的资产。而符号存钱的银行就是物理内存，他的每一个私生子就是进程，这位富豪给每个私生子画的饼就是进程地址空间
操作系统对于进程的管理是使用了一个task_struct结构来描述进程后再统一对PCB进行管理。也就是说在PCB中有一种数据类型是用来描述进程地址空间的。那么对于进程地址空间的图就应该像下面这样。
为什么要有地址空间？之前在学习语言的时候，学到使用常量数据不能被修改，其实他的本质就是操作系统只给了我们只读的权限，没有写如的权限。
对于屏蔽底层申请内存过程的理解
- 通过添加一层软件层，完成有效的对操作系统的内存进行风险管理（权限管理），本质目的是为了保护物理内存以及各个进程的数据安全
- 内存申请和内存使用的概念在时间上划分清楚，通过虚拟地址空间，来屏蔽底层申请内存的过程，达到进程读写内存和OS进行内存管理操作，进行软件上的分离
- 站在CPU和应用层的角度，进程统一可以看作统一的4GB空间，而且每个空间区域的相对位置，是比较确定的。
结尾假如用户申请了100字节的空间，我们是立马就能用吗？答案是否定的，用户有可能暂时不会把空间全部使用甚至是暂时，不使用空间。对于操作系统来说，如果立马把空间给用户，而用户又暂时不使用，就造成了资源的利用率不高。所以，是在你要用的时候才把相应的资源给到你。
所以，在我们上面的实验中，为什么发生了写时拷贝之后，子进程和父进程所对应的地址是一样的就能解释了。就是父进程和子进程使用的是不同的页表，他们的虚拟地址是一样的，可是物理地址发生了改变
