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C之內(nèi)存布局(三十六)

        我們在上節(jié)中說到了棧區(qū)、堆區(qū)以及靜態(tài)存儲區(qū),那么我們來看看在程序文件的一般布局。我們先來看看不同代碼在可執(zhí)行程序中的對應(yīng)關(guān)系,如下圖所示

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C之內(nèi)存布局(三十六)

        我們看到程序中的經(jīng)過初始化的全局變量和加 static 修飾的初始化過后的局部變量都放在 .data 段,未經(jīng)初始化的全局變量和加 static 修飾的局部變量都放在 .bss 段,函數(shù)和函數(shù)調(diào)用都放在 .text 段。

        我們下來看看程序和進程的區(qū)別,程序是靜態(tài)的概念表現(xiàn)為一個可執(zhí)行文件,而進程是動圖的概念,程序由操作系統(tǒng)加載運行后得到進程。每個程序可以對應(yīng)多個進程,但是每個進程只能對應(yīng)一個程序。我們舉例來說,一個瀏覽器就相當于是程序,它沒運行就沒有對應(yīng)的進程。但是我們可以同時多次打開同一個瀏覽器,這時每個打開的瀏覽器就相當于是一個進程。

        我們在面試中有時會遇到這樣的問題:包含腳本代碼的文本文件是一種類型的可執(zhí)行程序嗎?如果是,它對應(yīng)什么樣的進程呢?我們想的是腳本程序嘛,就肯定能直接運行哈,那它會對應(yīng)什么樣的進程呢?不知所云了。哈哈,我們來看看一般的可執(zhí)行程序和腳本文件的區(qū)別,如下圖所示

C之內(nèi)存布局(三十六)

        我們看到可執(zhí)行程序是由操作系統(tǒng)直接加載的,便直接對應(yīng)了一個進程。但是我們運行腳本文件之后,那么操作系統(tǒng)中會有對應(yīng)的腳本解釋程序,經(jīng)腳本解釋程序執(zhí)行后,便產(chǎn)生對應(yīng)的進程,這個進程反過來讀取并解釋執(zhí)行腳本。這樣腳本文件就得到運行啦。

        下來我們來看看文件布局在內(nèi)存中的映射

C之內(nèi)存布局(三十六)

        我們看到可執(zhí)行程序 a.out 中分為頭文件、.text、.data 以及 .bss 段。對應(yīng)在進程中便去掉了頭文件而加上了棧和堆。那么我們接下來講講各個段的作用,堆棧段在程序運行后才正式存在,是程序運行的基礎(chǔ); .bss 段存放的是未初始化的全局變量和靜態(tài)變量; .text 段存放的是程序中的可執(zhí)行代碼; .data 段保存的是已經(jīng)初始化了的全局變量和靜態(tài)變量; .rodata 段存放程序中的常量值,如字符串常量。

        靜態(tài)存儲區(qū)通常指程序中的 .bss 和 .data 段;只讀存儲區(qū)通常指程序中的 .rodata 段;局部變量所占空間為棧上的空間;動態(tài)空間為堆中的空間;程序可執(zhí)行代碼存放于 .text 段。

        那么我們想下,同是全局變量和靜態(tài)變量,為什么初始化的和未初始化的需要保存在不同段中呢?通常在編譯器中,沒有初始化的變量,我們都要初始化為 0,如果我們一個一個的去檢查,是不是效率就很低呢?如果我們分開存放,那么那些已經(jīng)初始化過的變量就不用去檢查了,從而效率會變高。

        通過對程序文件中內(nèi)存布局的學(xué)習,總結(jié)如下:1、程序源碼在編譯后對應(yīng)可執(zhí)行程序中的不同存儲區(qū);2、程序和進程不同,程序是靜態(tài)概念,進程是動圖概念;3、堆棧段是程序運行的基礎(chǔ),只存在于進程空間中;4、程序可執(zhí)行代碼存放于 .text 段,是只讀的;5、.bss 和 .data 段用于保存全局變量和靜態(tài)變量。

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