进程地址空间(虚拟地址)与物理内存进程地址空间(虚拟地址)与物理内存

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我是靠谱客的博主单纯花生，最近开发中收集的这篇文章主要介绍进程地址空间(虚拟地址)与物理内存进程地址空间(虚拟地址)与物理内存，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

进程地址空间(虚拟地址)与物理内存

首先我们先看一段代码，如下:

 #include <stdio.h>
  2 #include <unistd.h>
  3 
  4 int val = 10;//全局变量存在静态区
  5 
  6 int main()
  7 {
  8  pid_t id =  fork();
  9   while(1)
 10   {
 11     if(id == 0)//子进程
 12     {
 13                                                                                           
 14       printf("子进程val:%d,val地址:%pn",val,&val);
 15     }
 16     else if(id > 0)//父进程
 17     {
 18       printf("父进程val:%d,val地址:%pn",val,&val);
 19     }
 20     else
 21     {
 22       printf("父进程:%dt子进程:%dn",getppid(),getpid());
 23     }
 24 
 25     sleep(1);
 26   }
 27 
 28   return 0;
 29 }

在Liunx环境下，我们运行的结果如下图所示：

在这里插入图片描述
我们都知道，fork()函数可以生成一个子进程，子进程和父进程共用一段代码。从上图我们可以看到，运行的结果父子进程的val值相同，地址也相同，我们再看下面一个代码，我们在子进程中修改val值，代码如下:

 #include <stdio.h>
  2 #include <unistd.h>
  3 
  4 int val = 10;//全局变量存在静态区
  5 
  6 int main()
  7 {
  8  pid_t id =  fork();
  9   while(1)
 10   {
 11     if(id == 0)//子进程
 12     {
 13       val = 20;                                                                                   
 14       printf("子进程val:%d,val地址:%pn",val,&val);
 15     }
 16     else if(id > 0)//父进程
 17     {
 18       printf("父进程val:%d,val地址:%pn",val,&val);
 19     }
 20     else
 21     {
 22       printf("父进程:%dt子进程:%dn",getppid(),getpid());
 23     }
 24 
 25     sleep(1);
 26   }
 27 
 28   return 0;
 29 }

上面代码的运行结果如下:

在这里插入图片描述
    这时我们在子进程修改了val值，很明显子进程运行时val = 20，父进程运行时val = 10，但是它们的地址都是同一个地址，同一个地址，但值不相同，这是为什么呢? 这就涉及到虚拟地址和物理内存之间的关系了。看下图分析:
在这里插入图片描述
    我们都知道每个进程都被pcb(进程控制块)控制,把pcb看成一个类，那么Linux中task_struct就是pcb的一个实例对象，而task_struck中有着内存指针，指向虚拟地址，虚拟地址通过页表映射找到对应的物理内存中的地址。也就是说我们上面val的地址是虚拟地址，不是物理内存中的地址，所以子进程中val改变，改变的是子进程val的物理内存中的值，而不是父进程中物理内存中的val值无关，那为什么父子进程中的val地址相同呢? 那是因为，父子进程共同一段代码，且子进程的进程地址空间是通过父进程的进程地址空间拷贝过来的，所以它们的虚拟地址相同。
    总的来说，就是父子进程的虚拟地址相同，但是它们在物理内存中映射的地址不同，修改val值就是修改父子各自物理内存中的val值，它们在编译器中显示的地址是虚拟地址，虚拟地址是不变的。