认识达内从这里开始

我们在前几期的文章中给大家简单介绍了程序员在学习Linux系统的时候需要掌握的一些基础知识等内容，而本文我们就继续了解一下，Linux系统进程常见问题分析。

进程地址空间

进程地址空间也是由OS所创建的一个结构体——mm_struct，其中对虚拟地址每个区域进行了对应的划分(从0x00000000到0xffffffff)它也是被放在PCB中管理起来的，可以通过PCB找到对应的进程地址空间。每个进程都要一个进程地址空间，也就是每个进程都认为自己独享内存资源。所以说进程地址空间其实是一个虚拟地址空间。

虚拟地址空间每个进程存放的是一个虚拟地址空间，OS会将虚拟地址通过某种映射关系映射到对应的物理地址空间，从而得到自己的那一份数据。(看图)

父子进程各种有一份虚拟空间地址，在子进程刚被创建时，父子进程代码和数据共享，所以此时虚拟地址空间的内容是基本一样的(当然有部分数据不同，比如各子的id等)，且映射关系也是一样的，但是当子进程对数据进行修改时，子进程对那份数据进行写时拷贝，所以物理空间地址发生了变化，但是虚拟地址还是没有发生变化，只是改变了子进程的页表中那份虚拟地址的映射关系而已(实际上改变的是物理地址的偏移量)，所以两个相同的虚拟地址在父子进程分别看到了不同的物理地址空间。

问题思考：

1.父子进程之间如何做到具有独立性?

父子进程的数据和代码都是共享一份的，但是如果有一方试图写入数据，那么写入方将对修改的数据进行写时拷贝，且修改页表中该数据的虚拟地址映射到物理地址的关系。从而父子进程可以看到属于各自的那一份数据，从而达到独立性。

2.虚拟地址空间带来的好处有哪些?

a.有了虚拟地址空间，它和物理内存中间添加了一个软件层(页表)，这样可以完成有效地对进程内存操作的权限管理，每个进程就要通过虚拟地址和页表中的映射关系来访问各自的物理内存，从而起到保护物理内存的作用。

b.将内存申请和内存使用的概念在时间上划分清楚，通过虚拟地址空间来屏蔽底层内存申请的过程(进程也不再关心该过程)，从而达到进程和OS进行内存管理操作，进行进程调度和内存管理进行解耦。

c.虚拟地址空间可以将空间连续化，降低了异常越界访问的概率。

d.有了虚拟地址空间，每个进程认为自己独享整个内存资源。每个进程将以相同的方式看待内存，这样就大大地提高了操作系统的工作效率。举例：CPU在对每个进程中的代码执行时，要找到代码的起始地址，且只需要查找固定的虚拟地址，因为对于不同的进程地址空间有不同的映射关系，所以这个固定的虚拟地址在不同的进程中会映射到不同的物理地址中，找到相关代码和数据，所以CPU可以很快地查找到程序运行的起始位置。

e.站在CPU和应用层角度，看待内存的方式是统一的，且每个空间区域的相对位置是比较确定的。

3.再次理解进程和进程的创建?

进程是被加载到内存中的程序，其中包含代码和相关的数据，还有操作系统为之创建的相关的数据结构，其中有PCB(task_struct)、进程地址空间(mm_struct)和页表，我们可以通过PCB找到对应的mm_struct(虚拟的进程地址空间)。

简单理解，每个进程创建的时候都有一个PCB，这个PCB中保存着进程的全部信息，包括进程地址空间mm_struct，这个结构体内保存这进程变量信息的虚拟地址，通过地址映射表可以找到该变量在物理内存中的物理地址，当父子进程创建的时候，父子进程拥有属于自己的PCB和进程地址空间mm_struct，我们知道子进程是父进程的拷贝，所以mm_struct结构体内的大部分虚拟地址都是一样的，地址映射表也继承自父进程，但是一旦写时拷贝，子进程就会改变地址映射表中的物理地址偏移量，虚拟地址不变，但是偏移量改变了，指向的是不同的物理地址，这就是写时拷贝的底层原理，拷贝的物理地址存储的信息，并改变映射表的偏移量。

【免责声明】本文系本网编辑部分转载，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如涉及作品内容、版权和其它问题，请在30日内与管理员联系，我们会予以更改或删除相关文章，以保证您的权益!更多内容请加danei0707学习了解。欢迎关注“达内在线”参与分销，赚更多好礼。