linux学习之虚拟地址

在以往的学习中我们经常接触地址，电脑像一个小房间，它的空间是有限不可重叠的，但是可以覆盖。想象一下如果我们要放很多东西进去，如果没有合理的安排，所有东西乱放，那么我们需要寻找某一个东西的时候需要把房间找一个遍，也就是遍历，但是如果我们把房间的每一个地方都打上标签或者起个名字，然后把每个东西放在哪里记录下来放在一张纸上，我们就可以通过纸来快速定位物品。纸上写的物品信息，就是我们俗称的地址。但是我们有没有想过，我们接触的Linux地址有没有可能不是真正的地址，这就是我接下来要讲的东西了。

一，小代码测试

 #include 
 #include 
 #include 
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；
}

当运行这段程序之后，我们会发现一个神奇的现象，父子进程g_val的地址居然一样，这是什么情况，一个地址能存储两个值？这不是违背了常识吗，难道是这个空间被分割了，一半储存父进程的值，一半存储子进程的值？

二，谜底揭晓

其实我们看到的并不是系统底层变量真正的地址，而是经过一定处理过后的地址，这个处理手段叫页表，页表里面会将我们所看到的地址转化为实际在电脑中的地址，看似两个g_val的地址一样，但实际经过页表的转化会变成不同的地址。从我查过的资料可得，页表里面首先会记录这个变量或者代码的实际存储范围，可能是由一段或者多段空间组成（指的是地址可能不连续),这段地址与我们看到的地址是对应关系，我们先看一张图来建立大概印象。

那这样子的好处是什么呢，不是多此一举吗？当然不是，首先我们要明白在系统中有时候能分配给我们的空间并不是连续的，如果我们程序员直接处理这些不连续的地址无疑会增加难度，也带来了很多不便，对于新手，地址的理解只会更加混乱，那怎么办呢？我们可不可以封装一下呢，当然可以，封装之后我们无法直接接触底层地址，大大降低了我们的学习难度，同时又能很好的利用碎片空间，也可以保护底层不被用户瞎篡改。