Linux 用户进程内存空间详解

常使用top命令了解进程信息，其中包括内存方面的信息。命令top帮助文档是这么解释各个字段的。

VIRT, Virtual Image (kb)

RES, Resident size (kb)

SHR, Shared Mem size (kb)

%MEM, Memory usage(kb)

SWAP, Swapped size (kb)

CODE, Code size (kb)

DATA, Data+Stack size (kb)

nFLT, Page Fault count

nDRT, Dirty Pages count

尽管有注释，但依然感觉有些晦涩，不知所指何意？

进程内存空间

正在运行的程序，叫进程。每个进程都有完全属于自己的，独立的，不被干扰的内存空间。此空间，被分成几个段(Segment),分别是Text, Data, BSS, Heap, Stack。用户进程内存空间，也是系统内核分配给该进程的VM(虚拟内存)，但并不表示这个进程占用了这么多的RAM(物理内存)。这个空间有多大？命令top输出的VIRT值告诉了我们各个进程内存空间的大小（进程内存空间随着程序的执行会增大或者缩小）。你还可以通过/proc//maps，或者pmap –d 了解某个进程内存空间都分布,比如:

#cat /proc/1449/maps  
…  
0012e000-002a4000 r-xp 00000000 08:07 3539877    /lib/i386-linux-gnu/libc-2.13.so  
002a4000-002a6000 r--p 00176000 08:07 3539877    /lib/i386-linux-gnu/libc-2.13.so  
002a6000-002a7000 rw-p 00178000 08:07 3539877   /lib/i386-linux-gnu/libc-2.13.so  
002a7000-002aa000 rw-p 00000000 00:00 0  
…  
08048000-0875b000 r-xp 00000000 08:07 4072287    /usr/local/mysql/libexec/mysqld  
0875b000-0875d000 r--p 00712000 08:07 4072287    /usr/local/mysql/libexec/mysqld  
0875d000-087aa000 rw-p 00714000 08:07 4072287   /usr/local/mysql/libexec/mysqld  
…  
PS:线性地址，访问权限, offset, 设备号，inode，映射文件

VM分配与释放

“内存总是被进程占用”，这句话换过来可以这么理解：进程总是需要内存。当fork()或者exec()一个进程的时候，系统内核就会分配一定量的VM给进程，作为进程的内存空间，大小由BSS段，Data段的已定义的全局变量、静态变量、Text段中的字符直接量、程序本身的内存映像等，还有Stack段的局部变量决定。当然，还可以通过malloc()等函数动态分配内存,向上扩大heap。

动态分配与静态分配，二者最大的区别在于:1. 直到Run-Time的时候，执行动态分配，而在compile-time的时候，就已经决定好了分配多少Text+Data+BSS+Stack。2.通过malloc()动态分配的内存，需要程序员手工调用free()释放内存，否则容易导致内存泄露，而静态分配的内存则在进程执行结束后系统释放(Text, Data), 但Stack段中的数据很短暂，函数退出立即被销毁。

我们使用几个示例小程序，加深理解

/* @filename: example-2.c */
#include <stdio.h>  
       
int main(int argc, char *argv[])  
{  
    char arr[] = "hello world"; /* Stack段，rw--- */
    char *p = "hello world";        /* Text段，字符串直接量, r-x--  */
    arr[1] = 'l';  
    *(++p) = 'l';   /* 出错了,Text段不能write */
    return 0;  
}

PS:变量p，它在Stack段，但它所指的”hello world”是一个字符串直接量，放在Text段。

/* @filename:example_2_2.c */
#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <string.h>  
       
char *get_str_1()  
{  
    char str[] = "hello world";  
    return str;  
}  
       
char *get_str_2()  
{  
    char *str = "hello world";  
    return str;  
}  
       
char *get_str_3()  
{  
    char tmp[] = "hello world";  
    char *str;  
    str = (char *)malloc(12 * sizeof(char));  
    memcpy(str, tmp, 12);  
    return str;  
}  
       
int main(int argc, char *argv[])  
{  
    char *str_1 = get_str_1();  //出错了，Stack段中的数据在函数退出时就销毁了  
    char *str_2 = get_str_2();  //正确，指向Text段中的字符直接量，退出程序后才会回收  
    char *str_3 = get_str_3();  //正确，指向Heap段中的数据，还没free()  
    printf("%sn", str_1);  
    printf("%sn", str_2);  
    printf("%sn", str_3);  
    if (str_3 != NULL)  
    {  
        free(str_3);  
        str_3 = NULL;  
    }  
    return 0;  
}

本文URL地址：http://www.bianceng.cn/OS/Linux/201410/45418.htm

（编辑：佛山站长网）

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