学习几个“××在内存中占几份”的若干问题

时间：2022-09-21 00:12:15
  • 先需要明白一个问题：

COW：写时复制，即：Copy-on-Write，当写入时，进行拷贝：

无写入操作：共用一份内存

有写入操作：拷贝该块出来供修改，并改变进程的内存地址映射，使之映射到到新的内存块地址

这是一种内存优化策略，因为，当同一个EXE，或者同一个DLL执行的时候，程序段自然都是相同的；而在调用函数的时候压入栈的数据段，有可能也是相同的，假如确实是相同的，则操作系统会将不同的进程的相同内存块的部分映射到同一地址，其实，程序的执行无论代码或者数据，都是基于地址的，操作系统则可以通过合理的管理这些地址，进行内存空间的优化。还有另一种情况是，假如数据段被某个或者某些进程修改了怎么办呢？此时，会根据COW原则，对有修改操作的进程，将它们对该内存的控制权取消，转移到另一块内存去进行操作，避免造成共享内存数据的不一致性。关于全局函数和静态变量，他们在下面这个问题上是等价的：就是只能在一个进程内部共享，而不会和另一个进程共享，因此，不同进程对于同一个DLL中全局或者静态变量的修改，会导致系统给它专门分配一块新的空间出来。

  • 那么就有一个问题了：

如何通过一个DLL去实现进程间的数据共享呢？

有一种声明，导出，载入共享数据段的方式，但是似乎这种方法并不可行，或者说，最起码，不被推崇。

而最受欢迎的是mmap/munmap方法，多个进程，将同一个文件，映射到内存，此时，他们能（宏观上）同时对该内存进行读写操作，进而完成数据共享。

  • 虚函数，静态函数，成员函数：是否放在代码区同等的位置：

是的，都放在类作用域内（区别于对象的作用域：对象的作用域是指对象所占的堆栈空间）；类的作用域空间无非是该类的常量空间，静态变量空间，代码空间（唯独没有堆栈等数据空间）。

由此也可知一个问题：内存分为堆、栈、代码、静态、常量，共五类空间。

  • static函数的问题：

另一个问题：类中static函数的问题：非static函数都会使用__thiscall方法调用，该方法实质会传入this指针作为参数，将函数中的变量重新映射到实例对应的数据区，从而对实例的成员变量进行访问；然而，static方法不会传入this指针，因此他无法访问成员函数，虚函数必须能访问虚函数表，这个表指针是存放在实例空间中的，因此虚函数不能是static方法，否则无法访问虚函数表。

  • 虚函数表具体存放在什么位置：

存放在类作用域的常量区。

  • 那些数据是放在类作用域的内存空间，那些数据是放在对象的内存空间：

成员函数代码，静态函数代码，虚函数代码，静态变量，常量，虚函数表：存放在类定义区；

虚函数表指针，成员变量：放在对象实例区。

做个实验：

修改两个不同类的“虚函数表指针”，看看是否如期望的那样：对象初始的4个字节存放“虚函数表”

代码：

 1 #include <stdlib.h>
 2 
 3 /***
 4 * @author:zanzan101
 5 */
 6 
 7 class A
 8 {
 9 private:
10     int data;
11 public:
12     virtual int foo()
13     {
14         printf("A\n");
15         return 1;
16     }
17 };
18 
19 class B : public A
20 {
21 public:
22     int foo()
23     {
24         printf("B\n");
25         return 2;
26     }
27 };
28 
29 class C : public A
30 {
31 public:
32     int foo()
33     {
34         printf("C\n");
35         return 3;
36     }
37 };
38 
39 void func(const char* str)
40 {
41     printf("%s\n", str);
42 }
43 
44 typedef void (*ptr_of_func)(const char *);    // 这是个类型定义
45 ptr_of_func p = func;                        // 这是个变量声明及初始化
46 
47 // 分开操作则报错
48 // ptr_of_func q;
49 // q = func;
50 
51 int main()
52 {
53     C c;
54     B b;
55     A* ptr = &b;
56     if(2 == ptr->foo())
57         p("多态：调用了B的函数！");
58 
59     // 修改B的对象的前4个字节的数据为C对象的前4个字节的数据
60     p("修改B的对象的前4个字节的数据为C对象的前4个字节的数据");
61     memcpy(&b, &c, sizeof(void*));
62 
63     if(3 == ptr->foo())
64         p("虚函数表指针被修改了！");
65 
66     system("pause");
67     return 0;
68 }

输出：

B
多态：调用了B的函数！
修改B的对象的前4个字节的数据为C对象的前4个字节的数据
C
虚函数表指针被修改了！
请按任意键继续. . .

 

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