Linux:环境变量、地址空间

目录

一、环境变量

1、什么是环境变量

2、常见的环境变量

3、环境变量相关命令

二、地址空间

1、进程地址空间

2、虚拟地址空间


一、环境变量

1、什么是环境变量

首先先举个环境变量的例子:

我们在Linux中,运行ls、pwd之类的命令,直接输入就能运行,输入路径**/usr/bin/ls/pwd**当然也能运行

那我们有一个可执行文件test,为什么不能直接输入test运行,必须要输入**./test**或是它的具体路径才能运行,如下:

其实很简单,因为像ls/pwd这些命令,是在环境变量path中已经配置过了,所以是默认可被找到的,如下图可见**echo path**:环境变量前加就可以看到里面内容

里面的路径是用冒号分割开的

可以看到里面有/usr/bin这个路径,而我们上面的pwd、ls都是在这个搜索路径当中

而我们的可执行程序并不在环境变量的搜索路径中,所以我们也就没办法直接执行

但是下面的export命令可以帮我们做到这一点


2、常见的环境变量

PATH:指定命令的搜索路径

HOME:指定用户的主工作目录

SHELL:当前的shell值,一般是/bin/bash


3、环境变量相关命令

①查看某个环境变量的值

echo $[环境变量名字]

②查看全部环境变量

查看当前系统全部的环境变量:env

③设置一个新的环境变量

export

执行export PATH=$PATH:/home/fcy/lesson后,再echo,就可以发现我们的/home/fcy/lesson这个路径,也被添加到搜索路径当中了

④清除环境变量

unset

⑤显示定义本地的shell变量和环境变量

set


二、地址空间

1、进程地址空间

首先回顾一下,地址空间的布局如下图:

下面用Linux验证一下地址空间的布局:

运行结果:

可以清楚看到,运行结果从上到下,分别是代码区,已初始化,未初始化,堆,栈

从上面的分布图可以知道,代码区,已初始化,未初始化,堆,栈是从低地址到高地址存储的,所以运行结果也是从小到大的


我们也可以发现,堆和栈的差别是非常大的,因为堆是由低地址向高地址存储,而栈是由高地址向低地址存储的,所以他们中间相隔的地址是很大的

下面验证堆是由低地址向高地址存储,而栈是由高地址向低地址存储的:

我们malloc的数据时在堆中开辟的,所以变量p0、p1、p2、p3是在堆上的,而开辟出来的p0、p1、p2、p3变量的地址是存在栈上的

结果如下:

观察结果可以看到,堆从heap0到heap3是在递增的,而栈从stack0到stack3是递减的

说明我们上面所说的堆是由低地址向高地址存储,而栈是由高地址向低地址存储的:

堆栈相对而生


static修饰的局部变量,本质就是将该变量开辟在全局区域

下面的内存打印结果可以看出来:

观察打印的地址可以看到,局部变量a1是栈里的,而a2前面加上了static,这时a2的地址就到了val与un_val那里得全局区域了

这就是为什么static修饰的局部变量,它的生命周期是全局属性的


2、虚拟地址空间

我们要知道虚拟地址空间的存在,至于怎么证明这个虚拟地址空间是存在的,看下面的证明:

有一个全局变量val,赋初始值为5,然后执行fork函数,有两个进程,分别进入if和else语句执行死循环,其中子进程在运行三次后,改变val的值,而父进程不改变,每次循环都打印val和val的地址

结果如下:

可以发现,在第四次循环后,子进程由于改变了val值,打印时val变为10,而父进程val仍为5,并且观察他们打印出来的val的地址,都是0x60103c

这时我们可以明白,一个变量val,值不同,一个5一个10,反而val的地址却是相同的,所以这里打印出来的0x60103c肯定不是真实的物理地址,而是虚拟地址

所以证明了虚拟地址空间的存在


接下来用虚拟地址空间解释一下上面代码中出现的情况

首先父子进程被创建,子进程继承了父进程的许多属性,所以他们的地址空间分布也基本一样,所以父子进程的val在虚拟地址空间中所处的位置也就相同,页表的映射关系也一样,所以父子进程的val打印出来的的虚拟地址相同

而当子进程通过页表的映射关系,想要找到对应的物理地址改变自己的val值时,操作系统又会给给子进程的val重新开辟一段物理空间,并改变子进程页表的映射关系,这时虽然父子进程val的虚拟地址相同,但通过页表映射的物理地址却是不同的了

所以做到了val值不同,打印出来的虚拟地址却是相同的

这种情况就叫做写时拷贝


那么为什么要有地址空间的存在呢?

1、地址空间和页表都是OS创建并维护的,所以想要使用地址空间和页表进行映射,都是在OS的监管之下的,所以凡是非法的访问或者映射,OS都会识别到,并终止这个进程,从而有效的保护了物理内存

2、地址空间的存在,可以将进程管理和内存管理通过页表进行解耦,两个模块互不影响,只需要通过页表建立映射关系即可

3、以统一的视角看待所有的进程,在系统底层用页表映射到不同的物理内存处,完成进程独立性的实现


相关推荐
我命由我123451 小时前
IDEA - IDEA 快速回到页面首尾、页面快速滑动、快速定位到指定行
java·运维·ide·后端·java-ee·intellij-idea·intellij idea
AI小小怪5 小时前
在Linux服务器上安装CVAT (Docker 28.5.1)
运维·docker·容器·数据标注·cvat
KYGALYX8 小时前
在Linux中备份msyql数据库和表的详细操作
linux·运维·数据库
余—笙8 小时前
Linux(docker)安装搭建CuteHttpFileServer/chfs文件共享服务器
linux·服务器·docker
lang201509289 小时前
Linux高效备份:tar与gzip完全指南
linux·运维·服务器
IDOlaoluo9 小时前
OceanBase all-in-one 4.2.0.0 安装教程(CentOS 7/EL7 一键部署详细步骤)
linux·centos·oceanbase
wanhengidc9 小时前
云手机的基本原理
运维·服务器·游戏·智能手机·云计算
篙芷10 小时前
两台服务器 NFS 共享目录实战
运维·服务器
catoop10 小时前
在 WSL 的 Ubuntu 中安装和配置 SSH 服务
linux·ubuntu·ssh
Hard but lovely10 小时前
linux: centos 软件包管理 yum源
linux·运维·centos