Rust能力养成系列之（30）： 内存使用与管理

前言:程序进程使用内存的方式

紧接上篇，我们知道一个进程有一块专门用于执行的内存块（memory chunk）。那么，进程是如何访问内存来执行其任务的呢?出于安全目的和故障隔离的考虑，不允许进程直接访问物理内存。相应的，会使用虚拟内存，操作系统利用一种称为pages的内存数据结构(在页表（page tables）中维护)，并将其映射到实际的物理内存。进程必须向操作系统请求内存才能使用pages，其所到的是一个在内部映射到RAM中的物理地址的虚拟地址。出于性能方面的原因，该内存是按块（chunk）请求和处理的。当进程访问虚拟内存时，内存管理单元执行从虚拟内存到物理内存的实际转换。

进程从操作系统中获取内存的整个步骤被称为内存分配（memory allocation）。一个进程通过系统调用（system call）向操作系统请求一块内存，操作系统于是标记该进程正在使用的这块内存。当进程使用完内存后，必须将内存标记为空闲（free）的，以便其他进程可以使用，这被称为内存回收（memory deallocation）。主流的操作系统实现通过系统调用(如Linux中的brk和sbrk)提供抽象，这些函数直接与操作系统内核进行通信，可以分配进程请求的内存。但是这些内核级函数是非常底层（low-level）的，因此被诸如glibc库等系统库进一步抽象，而glibc库是C在Linux中的标准库，包括POSIX APIs的实现，用于促进C语言与操作系统的底层交互。