内存分段

为什么分段

为什么把程序的指令和数据分成多段？

• 共享指令，节省空间**（最重要）**

  运行多个程序时，指令可以只保存一份。与数据区分开来，实现指令共享，节省资源。

• 保护只读区域：防止程序的指令无意的修改。

• 提高cpu缓存命中率：

  • 现代CPU的缓存一般分为 指令缓存和数据缓存
  • 提高程序的局部性，从而提高cup缓存命中率。

x86_63 内存布局

由于 C/C++ 编译的程序占用的 x86_63 内存布局

编译后

编译后的可执行文件中，有 .text .rodata data

• .text 代码区
• .rodata 只读数据段。
  • const变量
  • 虚函数表
    • 编译期编译器确定虚函数表
    • 虚函数表属于类，类的所有对象共享这个类的虚函数表
• .data 数据段。已经初始化的静态变量 （全局静态变量和局部静态变量）

在暂时没有 .bss 堆 内存映射段 栈 内核空间

• .bss——由于运行时会全部初始化为 0 出于节省空间就不再指定了

• 没有 堆 栈 运行时才分配。

• 没有 内核空间 内存映射段 操作系统运行时分配。

运行时 虚拟内存分段

运行时的内存模型（也就是虚拟内存），本质上：

• .text 代码区
• .rodata 只读数据段 —— const变量，虚函数表
• .data 数据段。已经初始化的静态变量 （全局静态变量和局部静态变量）

上述.text .rodata data在编译期就存在。

• .bss 数据段。未初始化的静态变量，默认全是0

以上和程序的生命周期相同。

• text程序加载时被分配，程序结束后释放。

• 全局变量构造函数在main()函数执行前执行。

• main()函数执行结束，C++运行库释放全局变量，静态变量。

• heap 堆。生命周期：

  • 运行时手动分配和释放。程序员管理 new delete new[] delete[]
  • 进程结束时，操作系统释放。

• 内存映射段。文件映射，动态库，匿名映射。

• stack 栈。

  • 函数参数值，局部变量值 etc
  • 生命周期：离开作用域后系统自动释放。编译器自动分配释放。

• PCB 进程控制块 包含进程信息(控制信息等)

  内核空间，用于操作系统管理。