进程中的内存布局

1、程序被放在内存中运行,程序运行时需要存储一些临时变量。

2、内存被操作系统进行管理。

3、有三种内存来源:栈、堆、数据区

 栈:

     运行时自动分配,自动回收,不需要程序员干预。

     反复使用:栈内存的大小确定,就是哪一块空间,反复使用。

     脏内存:栈在每次使用后都不会去清理,每次都保留上一次的值。

     临时性:函数不能返回栈变量的指针。原因是解引用的返回的指针时,这个内存所存的变量的值可能已经改变了

     栈会溢出:栈的大小是一定的,操作系统已经给定,不能被无限使用,会出现栈溢出,导致程序不能运行。

堆:

     由堆管理器管理:堆管理器是操作系统的一个模块,堆内存按需分配。

     程序员手动申请和释放:用malloc和free进行申请和释放内存。

     脏内存:堆内存也反复使用,如果不释放的话,内存里面存的值也是脏的。

     临时性:只能在malloc申请后和free释放前使用

数据段:

      bss存储的是未初始化或者初始化为0的全局变量、静态变量,表示一个占位符,并不给该断的数据分配空间,只是记录数据所需空间的大小。数据段存储的是已初始化的数据段和静态变量。

代码段(程序文本段): 主要保存的是进程的二进制程序代码、也可能有可读的常量变量,例如字符串常量。

### Linux 进程内存布局解释 #### 虚拟地址空间概述 在Linux系统中,每个进程都有独立的虚拟地址空间。这种设计使得不同进程之间相互隔离,并解决了物理内存限制带来的诸多问题[^3]。 #### 标准内存布局 典型的Linux进程拥有如下几个主要部分组成的内存结构: - **文本区 (Text Segment)** 存储可执行文件本身的内容,即机器指令代码。这部分通常是只读的,防止被意外修改。 - **初始化的数据段 (Initialized Data Segment / .data section)** 包含已初始化全局变量和静态局部变量等数据项,在程序启动前已经赋予特定初始值。 - **未初始化的数据段 (.bss section)** 主要用于存储那些声明但尚未赋初值的全局或静态变量,默认情况下会被清零处理。 - **堆 (Heap Area)** 动态分配给应用程序使用的区域,通过`malloc()`、`calloc()`或者`realloc()`函数来请求额外的空间;其增长方向是从低地址向高地址扩展。 - **栈 (Stack Area)** 自动管理临时对象生命周期的地方,比如函数调用时传递参数及返回地址保存在此处;它按照后进先出原则运作,随着子过程调用而不断生长缩小,通常由编译器自动维护,从高地址往低地址延伸。 - **内存映射区 (Memory Mapping Region or MMAP segment)** 可以用来映射文件或其他资源到进程中的一部分地址区间内,允许直接操作磁盘上的大文件而不必将其全部载入RAM之中,同时也支持匿名映射创建私有的共享内存块供父子进程间通讯使用。 上述各组件共同构成了完整的Linux进程内存模型图景,其中值得注意的是,尽管显示上看起来像是连续的一整片地址范围,但实际上它们并不一定真正位于相邻的实际硬件位置——这一切都依赖于现代操作系统所提供的虚拟化技术实现逻辑与物理分离的效果[^2]。 ```c // C语言示例展示如何查看当前进程的地图 #include <stdio.h> int main() { FILE *fp; char path[1035]; fp = fopen("/proc/self/maps", "r"); if(fp != NULL){ while(fgets(path, sizeof(path)-1, fp)!=NULL) { printf("%s",path); } fclose(fp); }else{ perror("fopen failed:"); } return 0; } ```
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