[科普中國(guó)]-內(nèi)存映像

概念

內(nèi)存映像，指的是內(nèi)核在內(nèi)存中如何存放可執(zhí)行程序文件。像使用虛擬內(nèi)存一樣，使用內(nèi)存映像文件同樣需要經(jīng)過(guò)保留和提交兩個(gè)過(guò)程，首先在進(jìn)程內(nèi)存空間保留一塊區(qū)域，然后提交物理存儲(chǔ)給這段區(qū)域（映像）。不同的是物理存儲(chǔ)來(lái)自于磁盤上的文件，而不是系統(tǒng)的分頁(yè)文件。也即將磁盤上指定的數(shù)據(jù)文件作為虛擬內(nèi)存，這個(gè)實(shí)現(xiàn)過(guò)程被稱為文件映像，可以將文件全部或部分映像到進(jìn)程的地址空間中。文件映像過(guò)以后，可以把文件映像的部分當(dāng)作已全部被載入內(nèi)存一樣的去訪問(wèn)它，這時(shí)又稱它為內(nèi)存映像文件。

內(nèi)存文件映射也是Windows的一種內(nèi)存管理方法，提供了一個(gè)統(tǒng)一的內(nèi)存管理特征，使應(yīng)用程序可以通過(guò)內(nèi)存指針對(duì)磁盤上的文件進(jìn)行訪問(wèn)，其過(guò)程就如同對(duì)加載了文件的內(nèi)存的訪問(wèn)。通過(guò)文件映射這種使磁盤文件的全部或部分內(nèi)容與進(jìn)程虛擬地址空間的某個(gè)區(qū)域建立映射關(guān)聯(lián)的能力，可以直接對(duì)被映射的文件進(jìn)行訪問(wèn)，而不必執(zhí)行文件I/O操作也無(wú)需對(duì)文件內(nèi)容進(jìn)行緩沖處理，所有的文件緩存操作均由系統(tǒng)直接管理，由于取消了將文件數(shù)據(jù)加載到內(nèi)存、數(shù)據(jù)從內(nèi)存到文件的回寫以及釋放內(nèi)存塊等步驟，使得內(nèi)存映射文件在處理大數(shù)據(jù)量的文件時(shí)能起到相當(dāng)重要的作用。

應(yīng)用1． 系統(tǒng)使用內(nèi)存映像文件載入和執(zhí)行.EXE和.DLL文件。一方面節(jié)省了系統(tǒng)分頁(yè)文件空間，另一方面縮短了加載應(yīng)用程序開始執(zhí)行所需的時(shí)間。

2． 使用內(nèi)存映像文件訪問(wèn)磁盤上的數(shù)據(jù)文件。繞開對(duì)文件實(shí)行I/O操作和對(duì)文件內(nèi)容的緩沖，交由操作系統(tǒng)內(nèi)核去完成。

3． 使用內(nèi)存映像文件可以實(shí)現(xiàn)在多個(gè)進(jìn)程間彼此共享數(shù)據(jù)。Windows提供了在進(jìn)程間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的其它多種方法。但這些方法也是通過(guò)內(nèi)存映像文件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以內(nèi)存映像文件是實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間通信最有效率的方法。

可執(zhí)行程序文件和內(nèi)存映像的區(qū)別1、可執(zhí)行程序是位于硬盤上的，而內(nèi)存映像位于內(nèi)存上；

2、 可執(zhí)行程序沒有堆棧，因?yàn)橹挥挟?dāng)程序被加載到內(nèi)存上的時(shí)候才會(huì)分配相應(yīng)的堆棧；

3、 執(zhí)行程序是靜態(tài)的，因?yàn)樗€沒運(yùn)行，但是內(nèi)存映像是動(dòng)態(tài)的，數(shù)據(jù)是隨著運(yùn)行過(guò)程改變的；

內(nèi)存映像布局Linux下的內(nèi)存映像布局一般有如下幾個(gè)段（從低地址到高地址）1：

1) 代碼段： 即二進(jìn)制機(jī)器代碼，代碼段是只讀的，可以被多個(gè)進(jìn)程共享；

2) 數(shù)據(jù)段： 存儲(chǔ)已初始化的變量，包括全局變量和初始化了的靜態(tài)變量；

3) 未初始化數(shù)據(jù)段： 存儲(chǔ)未被初始化的靜態(tài)變量，也就是BSS段；

4)堆： 用于存放動(dòng)態(tài)分配的變量；

5) 棧： 用于函數(shù)調(diào)用，保存函數(shù)返回值，參數(shù)等等；