【内存分配系列】之系统分配进程内存（内存篇 第1节）

学习编程的同学都知道，如果只学别人封装好的一些类，无疑太边缘，我们可能只能做填代码的人。只有了解了程序内存分配情况，才能设计出更高效、更安全、更节省资源的程序。所以抱着这个想法，我自己在网上学习了一下，本着服务大众的心态把我知道的都发上来，希望对大家以后的学习有点用。前期写的可能更注重基础概念，只是作为了解之用。

进程，作为系统进行资源分配和调度的一个独立单位，它解决了单进程系统执行效率低的问题。操作系统通过进程调度算法对当前正在运行的进程分配处理机、I/O操作权限或者内存资源。当然，我只谈内存分配的问题。我按照进程的产生、消亡过程来谈这个问题，因为这样符合我们正常地逻辑思维，有助于理解。

当我们双击一个图标，或者在DOS命令行里敲一个命令，我们就启动了一个进程。当进程启动时，WINDOWS就给这个进程分配4G的空间。是的，你没有看错，是4G，我知道你的内存说不定只有512M，但是只要你的CPU是32位的，那就是4G。我说是4G空间，可我没有说是4G内存空间啊，呵呵，所以不要误解。我们的内存估计都没有4G，可是为什么要分配那么大呢，因为我们的CPU是32位，那么CPU的寻址空间就是4G（用地址线的位数计算，详解看计算机组成原理）。所以我们可以表示出4G的地址。但是由于内存有限，不得不把4G分开放。把经常调用的数据放到内存中，把不经常用的放到外存上，这样一块为存放进程数据的外存空间被称为虚拟内存。

空间不足的问题解决了，或许你会问，有必要么，直接都放内存里吧。呵呵，如果你的内存足够大当然没问题。可是如果你的一个魔兽有5G，我想请问，你怎么把它都加载到内存？呵呵，这样是不是很容易想通了，虽然这样效率变低了，可是我们可以执行更大的程序了。所以这样设计的实际价值是很大的。

为什么和是什么都解决了。你可能又不禁要问，我的内存只有512M，那我512M之后的地址空间访问的不是内存了。我想说的真相是：其实我们程序里使用的内存地址通通不是物理内存地址！啊？丫咩歹！呵呵，是的。不管是指针，还是其他的什么地址，都使用一种被称作逻辑地址的东西。由CPU里的一个叫MMU的东西把他们解析成物理地址进行访问。那么MMU又是什么呢？Memory Management Unit,内存管理单元，是CPU的一个内嵌模块。INTEL处理器都带。

既然每个进程都分配4G，那么N多个进程要分配4NG个地址空间？呵呵，别NG了。这又是操作系统给我们玩的把戏。我给你讲个故事。我现在对A说，我有1000块钱，你帮我做个事，如果你做得好全给你。然后我跟B说，我有1000块钱，你帮我做个事，如果你做得好全给你。然后我又跟C说，我有1000块钱，你帮我做个事，如果你做得好全给你。哈哈，每个人都在心里想，好了，有1000块赚了，可是我只有1000块，我又没说真的会全给你，高兴个鸟啊！哈哈...等实际做完了，我给了A200，给了B200，又给了C300。同学们，我还结余了300耶！知道操作系统怎么搞我们了吧？

至此，操作系统如何为一个进程分配内存空间，各位都应该大致了解了吧？呵呵，我只讲个大概，想了解细节，就去网上自己看吧，希望我们都成专家！

分配是知道了，那么进程执行完了，怎么回收已分配的内存空间呢，进程内部怎么规划内存呢？请看下节《【内存分配系列】之进程内部内存分配（内存篇 第2节）》！