Работа с памятью — различия между версиями

Материал из Викиконспекты
Перейти к: навигация, поиск
(Визуализация адресного пространства с помощью VMMap)
Строка 27: Строка 27:
 
{{TODO|t=Если что перенесем в другое место}}
 
{{TODO|t=Если что перенесем в другое место}}
  
Программа VMMap предназначена для визуализации адресного пространства. Если ее запустить на каком либо процессе, перед вами будет примерно следующая картина:
+
[[Файл:vmmap.png|right|thumb|200px|Окно программы VMMap]]
  
[[Файл:vmmap.png|center|500px|thumb|Окно программы VMMap]]
+
Для визуализации адресного пространства можно использовать программу VMMap. В главном окне на диаграмме можно видеть распределение физической памяти адресного пространство между самой программой, подключенными библиотеками, переменными и др.
  
Первое, что бросается в глаза - строки помеченные разными цветами. Различные цвета - различные области в адресном пространстве. Также можно увидеть сами адреса памяти(на рисунке выделено в красную рамку).
+
Рассмотрим процесс выделения памяти в куче на примере простой программы:
  
Давайте посмотрим что происходит при выделении памяти и ее освобождении в адресном пространстве. Для этого запустим следующую программу:
+
[[Файл:vmmap_before.png|right|thumb|200px|Память не выделена]]
 +
[[Файл:vmmap_after.png||right|thumb|200px|Выделена память под массив]]
 +
[[Файл:vmmap_delete.png||right|thumb|200px|Память освобождена]]
  
 
  int main()
 
  int main()
Строка 41: Строка 43:
 
     return 0;
 
     return 0;
 
  }
 
  }
 
С помощью оператора new можно выделять память в куче(что такое куча будет рассказано в следующих статьях). Пока что просто посмотрим как эта память выделяется.
 
  
 
До выполнения
 
До выполнения
 
  int *a = new int [1000000];
 
  int *a = new int [1000000];
 
+
куча в адресном пространстве программы занимает <tex>1152kB</tex>, а после выполнения команды - <tex>5060kB</tex>. Значит, память была выделена именно в куче, и объем выделенной памяти равен <tex>3908kB</tex>, что почти в точности соответствует объему массива <tex>int</tex> из <tex>1000000</tex> элементов при выделении <tex>4B</tex> на элемент.
[[Файл:vmmap_before.png|center|500px|thumb]]
 
 
 
После выполнения
 
int *a = new int [1000000];
 
Видим выделение памяти, и ее обьем.
 
 
 
[[Файл:vmmap_after.png|center|500px|thumb]]
 
 
 
{{TODO|t=Здесь можно написать про обьем страниц в 4Кб, как я подозреваю выделилось 3908 Кб, тк для хранения 10^6 интов нужно 3906,25 Кб}}
 
  
 
После выполнения
 
После выполнения
 
  delete [] a;
 
  delete [] a;
Видим освобождение памяти.
+
размер кучи снова равен <tex>1152kB</tex>, как и до выделение памяти под массив.
 
 
[[Файл:vmmap_delete.png|center|500px|thumb]]
 
 
 
Также можно видеть сам процесс.
 
  
[[Файл:Process.png|center|500px|thumb]]
 
  
 
{{TODO|t=Показать в адресном пространстве ран-тайм, библиотеки ядра}}
 
{{TODO|t=Показать в адресном пространстве ран-тайм, библиотеки ядра}}

Версия 18:47, 11 июля 2011

Эта статья находится в разработке!

Определение

Адресное пространство
Хранение в физической памяти
(серым выделена заполненная память)

При запуске программы операционная система создает процесс, которому выделяется адресное пространство размером [math]4GB[/math] в 32-битных системах, и [math]2^{64}B[/math] в 64-битных, представляющее из себя массив байт. В этом массиве можно писать и читать данные из любого его места. Ясно, что адресное пространство не может полностью содержаться в физической памяти, поэтому представим, что эта память просто дана каждому процессу, неважно, где она находится. Важно помнить, что у каждого процесса свое адресное пространство, которое не пересекается с адресными пространствами других программ.

Старт процесса

При старте процесса, в адресное пространство помещается код исполняемой программы и код используемых в программе библиотек (например, Kernel.dll). Так же, в адресном пространстве хранится [math]heap[/math], в который будут записываться глобальные переменные.

TODO: расписать подробнее - надо ли?

Хранение адресного пространства

Хранение в физической памяти

Адресное пространство разбито на страницы объемом по [math]4kB[/math]. Для каждой страницы в хранится ее адрес в физической памяти, либо указание, что эта страница пуста (в таком случае хранить саму страницу не надо - поэтому все адресные пространства помещаются в физической памяти). Физическая память формируется из оперативной памяти ([math]RAM[/math]), места на жестком диске, отведенного под [math]swap[/math], и места на жестком диске, где хранится непосредственно код программы.

Подгрузка страниц в оперативную память

При обращении к той или иной странице, если она не находится в оперативной памяти, она загружается туда. Для этого, либо в оперативке находится свободное место, либо выбирается страница, которая будет выгружена оттуда. Если эта страница уже существует на жестком диске, и не была изменена за время ее пребывания в оперативной памяти, она просто удаляется оттуда; иначе - записывается в [math]swap[/math].

Визуализация адресного пространства с помощью VMMap

TODO: Можно не расписывать здесь что есть стэк, что куча, а просто сказать что посмотрим на выделение памяти, и как это выглядит в адресном пространстве

TODO: Если что перенесем в другое место

Окно программы VMMap

Для визуализации адресного пространства можно использовать программу VMMap. В главном окне на диаграмме можно видеть распределение физической памяти адресного пространство между самой программой, подключенными библиотеками, переменными и др.

Рассмотрим процесс выделения памяти в куче на примере простой программы:

Память не выделена
Выделена память под массив
Память освобождена
int main()
{
    int *a = new int [1000000];
    delete [] a;
    return 0;
}

До выполнения

int *a = new int [1000000];

куча в адресном пространстве программы занимает [math]1152kB[/math], а после выполнения команды - [math]5060kB[/math]. Значит, память была выделена именно в куче, и объем выделенной памяти равен [math]3908kB[/math], что почти в точности соответствует объему массива [math]int[/math] из [math]1000000[/math] элементов при выделении [math]4B[/math] на элемент.

После выполнения

delete [] a;

размер кучи снова равен [math]1152kB[/math], как и до выделение памяти под массив.


TODO: Показать в адресном пространстве ран-тайм, библиотеки ядра