Linux——程序地址空间

我们先来看这样一段代码：
cpp 复制代码
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
 
int g_val = 0;
 
int main()
{
 pid_t id = fork();
 if(id < 0){
 perror("fork");
 return 0;
 }
 else if(id == 0){ //child,子进程肯定先跑完，也就是子进程先修改，完成之后，父进程再读取
 g_val=100;
 printf("child[%d]: %d : %p\n", getpid(), g_val, &g_val);
 }else{ //parent
 sleep(3);
 printf("parent[%d]: %d : %p\n", getpid(), g_val, &g_val);
 }
 sleep(1);
 return 0;
}
在代码中的子进程部分我们对全局变量g_val进行了修改，这个时候我们跑一下代码，大家觉得输出结果会是什么？接下来我来颠覆一下大家的认知
cpp 复制代码
child[3046]: 100 : 0x80497e8
parent[3045]: 0 : 0x80497e8

上述的就是输出结果，大家是不是觉得很不可思议？明明地址一样，值却不一样，这好像有违我们日常训练时的思维。接下来我来给大家进行解答。

首先，通过以上的结果我可以先给大家说出几个结论：

1.变量内容不一样,所以父子进程输出的变量绝对不是同一个变量。

2.但地址值是一样的，说明，该地址绝对不是物理地址！

3.在Linux地址下，这种地址叫做虚拟地址。

4.我们在用C/C++语言所看到的地址，全部都是虚拟地址！物理地址，用户一概看不到，由OS统一管理，OS必须负责将虚拟地址转化成物理地址。

那为什么我们平时没有什么感觉呢？那是因为我们平时练习的时候都是单线程的，而多线程考虑的问题，我们平时遇到的很少，所以就没有察觉。

所以之前说'程序的地址空间'是不准确的，准确的应该说成进程地址空间，那该如何理解呢？看图

上面的图就足矣说名问题，同一个变量，地址相同，其实是虚拟地址相同，内容不同其实是被映射到了不同的物理地址！

我来给没见过和不理解的同学来解释解释这张图的大致描述：

我们知道子进程是会继承（共享）父进程的数据的，我们的task_struct里存有g_val的虚拟地址，虚拟地址通过映射来找到对应的物理地址空间，如果我们不去修改数据，那么我们的子进程对应的数据也确实跟父进程一模一样，但是我们现在修改数据了，修改数据的时候，我们的物理空间会开辟出来一块存放你修改的值，这个值只影响你对应的这个子进程，不会影响你的父进程，所以页表上虽然虚拟地址是一样的，但是映射出来对应的物理空间却是不一样的，所以我们就看到了输出结果的情况。