进程地址空间

进程地址空间

相信大家都知道C语言对内存空间进行了划分

其实这不是真正的物理内存而是语言层面的叫做进程地址空间，下面来看一段代码验证这个说法。

  1 #include <stdio.h>
  2 #include <unistd.h>
  3 
  4 int val = 100;
  5 int main()
  6 {
   
  7     pid_t id = fork();
  8     if(id == 0)
  9      {
   
 10         int cnt = 0;
 11         while(1)
 12         {
   
 13              printf("I am child, pid：%d,ppid：%d,val:%d,&val:%p\n",getpid(),getppid(),val,&val);
 14              if(cnt == 5)
 15              {
   
 16                  val = 200;
 17                  printf("child val change,100 -> 200\n");
 18              }
 19              cnt++;
 20              sleep(2);
 21         }
 22     }
 23 
 24     while(1)
 25     {
   
 26             printf("I am father, pid：%d,ppid：%d,val:%d,&val:%p\n",getpid(),getppid(),val,&val);                                                                   
 27             sleep(2);
 28      }
 29 
 30     return 0;
 31 }

根据前面的知识我们知道，父子进程是共享代码和数据,前面打印的结果也验证了这个道理，但当子进程对数据进行修改，那么会发生写时拷贝，这也是容易接受的，但是难以理解的是修改数据，发生拷贝之后，地址竟然是一样的？数据存在内存上，一个地址竟然有两个数据，所以可以判断打印出来的地址肯定不是物理内存上的地址，该地址是进程地址空间上的虚拟地址。 引入了这个概念之后，我们就可以解释之前fork(）有两个返回值不一样的问题了。

在虚拟内存和物理内存之间存在一个叫做页表的东西，进行虚拟内存和物理内存之间的映射。进程地址空间和页表是每个进程都有一个，子进程会继承父进程的进程地址空间和页表。

这是没有进行写实拷贝的状态

如果发生了写实拷贝，子进程的页表转换关系就会改变，重新映射。

那进程地址空间到底是什么呢？
其实地址空间没那么神秘，一个进程有一个地址空间，如何管理呢？先描述再组织。地址空间就是一个结构体数据结构

因为地址空间可以对地址进行划分，所以该结构体里面肯定有的字段是，一个区域的开始和结束，用于分配空间和查明是否越界。

使用地址空间的好处：

1. 将物理内存中无序的进程通过页表映射变得有序。
2. 使进程管理和内存管理进行解耦，只需要通过页表交互
3. 提高了内存的安全性。