进程详解三——进程地址空间

引入

#include<sys/types.h>                                                                            
#include<unistd.h>                                                                               
#include<stdio.h>                                                                                
int p_test = 100;                                                                                
int main(){                                                                                      
  pid_t id = fork();                                                                             
  if(id==0){                                                                                     
    p_test=111;                                                                                  
    printf("I am child,PID:%d,PPID:%d,p_test:%d,&p_test:%p\n",getpid(),getppid(),p_test,&p_test);
  }else{                                                                                         
    p_test=222;                                                                                  
    printf("I am child,PID:%d,PPID:%d,p_test:%d,&p_test:%p\n",getpid(),getppid(),p_test,&p_test);
  }                                                                                              
  return 0;                                                                                      
}                                                                                                                                                                              

执行上述程序，可以看到，父进程和子进程中p_test变量的地址是相同的。在之前的进程讲解中我们曾说过，进程是具有独立性的，并且在程序中我们也验证了父子进程确实是具有独立性，但是这里地址却是相同的与之前的结论相悖。

地址空间

地址为什么相同？

1、地址空间中的地址并不是实际的物理地址，而是虚拟地址，通过页表的映射，将虚拟地址映射为物理地址。
2、当创建子进程时，会将父进程完全拷贝一份，因此，父子进程的虚拟地址相同，如果子进程不发生写入的行为，则父子进程指向同一块物理空间。

修改p_test时发生了什么？

当我们对p_test进行修改时，发生了写时拷贝，子进程的页表映射到了新的物理内存地址，这也就是为什么父子进程虚拟地址相同，却又相互独立的原因。

为什么要有地址空间？

将无序的地址变为有序地址

通过页表的映射，可以将无序的物理地址，映射为有序的虚拟地址。

将进程管理和内存管理进行解耦

在不实际使用时可以先不申请物理内存，仅申请虚拟地址，当实际使用时再申请物理地址，如声明变量时并未开辟内存空间，当初始化时才实际开辟空间。

保护内存安全

例如在对const变量进行写入时会发生value specifies const object错误，这是因为在页表中将该变量设置为了只读权限，就像linux中文件可以设置rwx权限一样。