程序地址空间
回顾
在之前的学习中,地址空间如下所示,对于地址空间的本质是什么,接下来需要对其进行学习
地址空间是内存吗?可能是,因为其中包含与代码有关的空间;观察下列代码
输出的变量值和地址一样,由于是父子进程,子进程继承父进程,对没有对变量进行修改,好像变量是存储在真实的物理空间中的;对代码进行修改,再次观察
此时出现问题,再子进程中将变量进行修改,结果父子进程打印的数值不同,但是变量的地址却还是一样的,这并不符合逻辑;所以,地址空间一定不是内存
既然不是内存,那会是什么呢?为什么不是呢?
在接下来的学习中,会揭晓的
地址空间的本质
地址空间其实是虚拟地址空间(相对于物理真实存在的空间)
进程的角度:
程序对于的进程会认为自己是独占系统资源的(其实并不是),系统会将全部的资源给自己;在进程向系统索要资源时,并不会一次将所有的资源都索要
系统的角度:
所有进程都是认为只有自己,并不知道还有其他进程的存在;系统便会对每个进程都口头承诺给予进程自己所有的资源,也就是所谓的大饼,可以更好地管理每个进程
系统给每个进程所画的大饼其实就是进程地址空间
既然是画饼,先理解什么是画饼:给你构建一个蓝图,也就是数据结构,口头承诺一些事
生活中:被画饼的对象是员工,目的是为了更好地管理
系统中:被画饼的对象是进程,也是为了更好地管理
当然画饼也是要有逻辑地,所以进程地址空间也是要有逻辑的;所以便采取结构体对进程地址空间进行管理
地址空间的本质:内核的数据结构-结构体
进程控制块与进程地址空间
进程地址空间
将进程地址空间加入程序运行的整个过程中,进一步学习进程
编译器在编译代码时,已经按照虚拟地址空间的方式对代码和数据进行编址,所以可执行程序mytest.exe,在磁盘中已经已经有自己的虚拟地址;当可执行程序加载到内存时,操作系统给其真实的物理地址(0x11112222);CPU通过进程控制块(PCB),找到进程对应的地址空间(mm_struct);地址空间通过自己的区域划分,找到对应的代码区的地址,通过页表(后面再介绍),找到程序在内存中的真实地址;最后将内存中的可执行程序加载到CPU中执行
现在,可以尝试解决上面的问题
当子进程想要在内存中尝试写入时,操作系统先将数据进行拷贝,更改页表所对应的物理地址,之后再让进程进行修改,变向地保护了数据,也体现了进程的独立性,如果进程对共享的数据进行修改,并且影响其他进程,则进程不具有独立性
总结
- 进程空间的存在,变相地保护内存中的数据
- 可以更方便地进行进程与进程的数据代码解耦,保证了进程的独立性
- 让进程以统一的视角来看待进程对应的代码和数据的各个区域,方便使用