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2021-10-29海纳

《编程高手必学的内存知识》课程介绍

讲述：海纳

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时长21:16大小19.48M

你好，我是海纳。

边的课程里，我们学习了计算机地址和虚拟地址的概念。有了虚拟地址，运

行在系统里的用户进程看到的地址空间范围，都是虚拟地址空间范围（32位计算机的地址

范围是4G；64位计算机的地址范围是256T）。这样的话，就不用再担心内存地址不够

用，以及与其他进程之间产生内存地址的问题了。

前面几节课我们关注的是如何解决进程之间的从这节课起我们一起来看下进程

前面几节课，我们关注的是如何解决进程之间的，从这节课起，我们一起来看下进程

的虚拟内存布局，或者说单一进程是如何安排自己的各种数据的。

学习了这节课，你将理解全局变量和static变量在内存中的位置以及初始化时机，在这个

基础上，你还将明白在栈上创建对象和在堆上创建对象有什么不同等问题。这些问题的核

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心都可以归结到“内存是如何布局的”这个问题上，所以只有深刻地掌握了内存布局的知

识，你才能做到以不变应万变，面对各种具体问题才有了分析的方向和思路，进而，你才

能写出更加“内存安全”的代码。

首先，我们来看一下，对于一个典型的进程来说，它的内存空间是由哪些部分组成的？每

个部分又被安置在空间的什么位置？

抽象内存布局

我们知道，CPU运行一个程序，实质就是在顺序执行该程序的机器码。一个程序的机器码

会被组织到同一个地方，这个地方就是代码段。

另外，程序在运行过程中必然要操作数据。这其中，对于有初值的变量，它的初始值会存

放在程序的二进制文件中，而且，这些数据部分也会被装载到内存中，即程序的数据段。

数据段存放的是程序中已经初始化且不为0的全局变量和静态变量。

对于未初始化的全局变量和静态变量，因为编译器知道它们的初始值都是0，因此便不需

要再在程序的二进制映像中存放这么多0了，只需要记录他们的大小即可，这便是BSS

段。BSS段这个缩写名字是BlockStartedbySymbol，但很多人可能更喜欢把它记作

BetterSaveSpace的缩写。

数据段和BSS存放的数据也只能是部分数据，主要是全局变量和静态变量，但程序在

运行过程中，仍然需要记录大量的临时变量，以及运行时生成的变量，这里就需要新的内

存区域了，即程序的堆空间跟栈空间。与代码段以及数据段不同的是，堆和栈并不是从磁

盘中加载，它们都是由程序在运行的过程中申请，在程序运行结束后释放。

总的来说，一个程序想要运行起来所需要的几块基本内存区域：代码段、数据段、BSS

段、堆空间和栈空间。下面就是内存布局的示意图：

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这是程序运行起来所需要的最小功能集，如果你尝试去看Linux0.11的内核代码的话，会

发现它所支持的a.out文件格式和内存布局就是上边的样子。

除了上面所讲的基本内存区域外，现代应用程序中还会包含其他的一些内存区域，主要有

以下几类：

存放加载的共享库的内存空间：如果一个进程依赖共享库，那对应