第十三章 C语言内存精讲_一个程序在计算机中到底是如何运行的？

当你决定学习「内存」，你已然超越了 99% 的程序员！

程序是在内存中运行的，一名合格的程序员必须了解内存，学习C语言是了解内存布局的最简单、最直接、最有效的途径，C语言简直是为内存而生的，它比任何一门编程语言都贴近内存。

本专题将为你解开以下谜团：

• C语言中使用的地址为什么是假的，计算机又是如何通过假的地址访问到真实的物理内存的？
• 一个C语言程序在内存中是如何分布的？函数放在哪里？变量放在哪里？字符串放在哪里？
• 为什么全局变量在整个程序中都可以使用，而局部变量只能在函数内部使用？
• 一个C语言程序可以使用多大的内存？
• 操作系统和用户程序之间是如何协作的？
• 堆和栈都是什么，它们在程序运行过程中起到什么作用？为什么栈内存的分配效率要高于堆？
• 栈溢出是怎么回事，如何利用栈溢出进行攻击？
• 内存泄漏、野指针、非法内存访问、段错误都是怎么产生的？
• 内存池、线程池、连接池等这些莫名其妙的“池子”是怎么回事？

在《载入内存，让程序运行起来》一节中讲到，程序是保存在硬盘中的，要载入内存才能运行，CPU也被设计为只能从内存中读取数据和指令。

对于CPU来说，内存仅仅是一个存放指令和数据的地方，并不能在内存中完成计算功能，例如要计算 a = b + c，必须将 a、b、c 都读取到CPU内部才能进行加法运算。为了了解具体的运算过程，我们不妨先来看一下CPU的结构。

CPU是一个复杂的计算机部件，它内部又包含很多小零件，如下图所示：

运算单元是CPU的