4..bbs段

该段用于存放未初始化的全局变量和静态局部变量，包括值为0的全局变量。 数据段和.bbs段又称为全局数据区，前者初始化，后者未初始化。

ELF段包括：代码段、其它段（只读数据段和符号段等）、.data段（数据段）和.bbs段，都属于可执行程序部分。

5.堆空间

new( )和malloc( )函数分配的空间就属于对空间，用于内存空间的分配，其从下往上。 堆用于存放进程运行时动态分配的内存段，可动态扩张或缩减。堆中内容是匿名的，不能按名字直接访问，只能通过指针间接访问。当进程调用malloc(C) 和new (C++)等函数分配内存时，新分配的内存动态添加到堆上(扩张)；当调用free(C)/delete(C++)等函数释放内存时，被释放的内存从堆中剔除(缩减) 。

6.内存映射段（共享库）

此处，内核将硬盘文件的内容直接映射到内存, 任何应用程序都可通过Linux的mmap()系统调用请求这种映射。内存映射是一种方便高效的文件I/O方式， 因而被用于装载动态共享库。如C标准库函数（fread、fwrite、fopen等）和Linux系统I/O函数，它们都是动态库函数，其中C标准库函数都被封装在了/lib/libc.so库文件中，都是二进制文件。这些动态库函数都是与位置无关的代码，即每次被加载进入内存映射区时的位置都是不一样的，因此使用的是其本身的逻辑地址，经过变换成线性地址（虚拟地址），然后再映射到内存。而静态库不一样，由于静态库被链接到可执行文件中，因此其位于代码段，每次在地址空间中的位置都是固定的。

7.栈空间

用于存放局部变量（非静态局部变量，C语言称为自动变量），分配存储空间时从上往下。栈和堆都是后进先出的数据结构。

8.命令行参数

该段用于存放命令行参数的内容：argc和argv。

9.环境变量

用于存放当前的环境变量，在Linux中用env命令可以查看其值。

10.虚拟地址空间的作用（好处）

1.方面编译器和操作系统安排程序的地址；2.方便实现各个进程空间之间的隔离，互不干扰，因为每个进程都对应自己的虚拟地址空间；3.实现虚拟存储，从逻辑上扩大了内存。

补充内容：

代码段（.text段）与只读数据段和符号段（.rodata段），都属于只能读的部分，在链接的时候这两部分会链接成为一个整体；而.data段和.bbs段属于可读可写RW的部分。这四个部分都是以页（每页4KB）的形式存放在内存中。进程控制块PCB（又叫进程描述符）放于内核空间。

多个进程在并发执行时，这些进程的用户空间都是彼此独立的，因此各个进程的用户空间在映射为内存空间使都是独立的，互不干扰，这是MMU地址变换必须要能够保证的。例如，各个进程的.text段、只读数据段和符号段、.data段和.bbs段等在用户空间中使用到的其它数据信息，都会与页为基本单位放在内存中，各个进程的映射是独立的。而对于内核空间，由于只有一个操作系统，内核空间主要是 机器指令、操作系统内核的各个模块等，它们是公用的，因此每个进程的映射方式一样。强调一点：每个进程用到或即将用到的数据才会调入内存，其余都在磁盘上。但是各个进程内核空间的进程控制块（进程描述符）映射的地点是不一样的，也是相互独立的。共用的模块才是一样的。 这些都是MMU的实现机制所决定的。如果感兴趣，可以看看MMU的实现机制。

内存碎片

内存碎片是什么？关于内存碎片

内存碎片通常分为内部碎片和外部碎片。

所谓内部碎片指的就是，系统为某项功能分派了一定的内存，但是该功能的实现没有用完所有系统分配的。余下的部分就被成为内存碎片的内部碎片。

外部内存指的是有一些连续型内存太小了没办法被系统分配到某个功能所导致的浪费。

内部碎片如何产生？

个人理解：

在请求分页式内存申请中，请求的内存是按照页面划分的，那么申请的内存很大概率大于需要用到的内存，这样就产生了内部碎片

外部碎片如何产生？

比如某个内存地址被A进程使用，A进程结束运行之后，该内存就空闲出来，但是空闲出来的内存可能由于大小（或者太大），无法分配给其他进程使用，就产生外部碎片。

进程通信

进程之间的通信方式以及优缺点

• 管道（PIPE）
  • 有名管道：一种半双工的通信方式，它允许无亲缘关系进程间的通信
    • 优点：可以实现任意关系的进程间的通信
    • 缺点：
      1. 长期存于系统中，使用不当容易出错
      2. 缓冲区有限
  • 无名管道：一种半双工的通信方式，只能在具有亲缘关系的进程间使用（父子进程）
    • 优点：简单方便
    • 缺点：
      1. 局限于单向通信
      2. 只能创建在它的进程以及其有亲缘关系的进程之间
      3. 缓冲区有限
• 信号量（Semaphore）：一个计数器，可以用来控制多个线程对共享资源的访问
  • 优点：可以同步进程
  • 缺点：信号量有限
• 信号（Signal）：一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生
• 消息队列（Message Queue）：是消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识
  • 优点：可以实现任意进程间的通信，并通过系统调用函数来实现消息发送和接收之间的同步，无需考虑同步问题，方便
  • 缺点：信息的复制需要额外消耗 CPU 的时间，不适宜于信息量大或操作频繁的场合
• 共享内存（Shared Memory）：映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问
  • 优点：无须复制，快捷，信息量大
  • 缺点：
    1. 通信是通过将共享空间缓冲区直接附加到进程的虚拟地址空间中来实现的，因此进程间的读写操作的同步问题
    2. 利用内存缓冲区直接交换信息，内存的实体存在于计算机中，只能同一个计算机系统中的诸多进程共享，不方便网络通信
• 套接字（Socket）：可用于不同计算机间的进程通信
  • 优点：
    1. 传输数据为字节级，传输数据可自定义，数据量小效率高
    2. 传输数据时间短，性能高
    3. 适合于客户端和服务器端之间信息实时交互
    4. 可以加密,数据安全性强
  • 缺点：需对传输的数据进行解析，转化成应用级的数据。

线程之间的通信方式

• 锁机制：包括互斥锁/量（mutex）、读写锁（reader-writer lock）、自旋锁（spin lock）、条件变量（condition）

• 互斥锁/量（mutex）：提供了以排他方式防止数据结构被并发修改的方法。

• 读写锁（reader-writer lock）：允许多个线程同时读共享数据，而对写操作是互斥的。

• 自旋锁（spin lock）与互斥锁类似，都是为了保护共享资源。互斥锁是当资源被占用，申请者进入睡眠状态；而自旋锁则循环检测保持者是否已经释放锁。

• 条件变量（condition）：可以以原子的方式阻塞进程，直到某个特定条件为真为止。对条件的测试是在互斥锁的保护下进行的。条件变量始终与互斥锁一起使用。

• 信号量机制(Semaphore)

  • 无名线程信号量
  • 命名线程信号量

• 信号机制(Signal)：类似进程间的信号处理

• 屏障（barrier）：屏障允许每个线程等待，直到所有的合作线程都达到某一点，然后从该点继续执行。

  线程间的通信目的主要是用于线程同步，所以线程没有像进程通信中的用于数据交换的通信机制

什么是阻塞与非阻塞