ndk学习之C语言基础复习----虚拟内存布局与malloc申请

在这一次中来学习一下C语言的内存布局，了解它之后就可以解释为啥在用malloc()申请的内存之后需要用memset()来对内存进行一下初始化了，首先来了解一下物理内存与虚拟内存：

• 物理内存：通过物理内存条获得的内存空间。
• 虚拟内存：它是一种内存管理技术，能够均处一部分硬盘空间充当内存使用。

而在C当中的内存布局如下：

其中最顶部的是内核空间：

除这个内核空间之外的则是用户进程的内存空间：

下面看一下有哪些内容，首先是栈区：

接着是内存映射段：

接着就是堆区了：

接着再就是数据段：

最后一个则是文本段：

咱们基于上面的来画一个简化版本：

其中“预留区”是程序看不见的区域，系统预留滴，对于程序而言是木有啥用的~~

这里来对堆内存地址由低往高进行说明：在堆区申请内存是调用了glibc(C的标准库、运行库，类似于java的JDK)提供的malloc方法，而它的底层是由Linux的brk和mmap两种方式来实现的，而其中：brk申请内存的方式是将内存指针(假设为_edata)往高地址堆，目前_edata指向堆内存的起始位置 ：

假如申请10K的内存，此时就会将_edata由低地址往上推10K的大小，如下：

如果再申请一个10K，同样的往上再推10K，如下：

那如果A被释放掉了，会发生什么情况呢?此时的_edata并不会回退，而是A这个10K的区域成了内存碎片了，如下：

那此时如果再申请一个10K的内存，发现A这个空间刚好满足则会重用它，_edata并不会往上再去开辟新内存空间，那假如申请的内存大于10K，比如11K，此时A这个区域内存满足不了要申请的11K大小，所以还是会往上推11K大小的内存，如下：

那brk方式申请的内存就永远不会收缩么，其实不是这样的，像这种场景就会：此时C被释放了，内存就会收缩了，如下：

而对于mmap申请内存的方式为：找一块满足大小的内存既可，而不会像brk方式往上今次推指针，所以它的内存随时都可以被释放的，那什么时候用brk，什么时候用mmap呢？其实是要申请的堆内存小于128k则用brk方式申请，否则用mmap申请，注意：此128K是个阈值，是可以人为配置的。

好，明白了上面的之后，回到咱们开篇所指出的问题：为啥在malloc动态申请内存之后，需要用memset手动再去给内存进行一个初始化？因为brk方式有可能会存在复用之前申请过的内存，如果不初始化有可能该内存是之前申请过的，这样就会造成一些数据的混乱。

那对于malloc底层为啥不全采用mmap方式来实现呢？因为mmap效率明显不如brk推指针的方式，所以就存在于两种方式来实现了。

另外对于数组而言其实是一段连续的内存地址，如下：

头文件基础知识：

我们知道对于C、C++的代码通常是有.h头文件和.c&.cpp的源文件的，如下：

那么在.h头文件中能否有具体实现呢？答案是肯定的，下面来试验一下：

但是！！平常一般是不会这么用的，这里只是作为一个话题在探讨。

另外对于要使用指定头文件是需要用include来将其包含进来的，类似于java中的import，如下：

但是！跟java中的import是有区别的，在java中是不能够传递import的，怎么理解，看下面java代码：

而ArrayList里面是import了它了：

那如果我们在main中也想用Consumer这个类的话，还需要再导一遍，如下：

也就是说：虽然ArrayList已经import过了Consumer，而我们在main中也已经import了ArrayList，但是Consumer并不会被传递到main方法中，使用时是需要再次导入的，但是！C中是可以传递include的，下面用代码来说明一下：

然后在main.h中去include我们新建的这个头文件：

那我们在main.c中能否去调用a头文件中声明的test3()函数呢，当然能：

那思考一下为啥C、C++要分一个头文件和源文件，而不像Java只有一个源文件呢？其实.h就是将行为给暴露，其具体实现不暴露，当然如果想暴露具体实现那可以在.h中去用具体的方法来暴露，如：

而通常的只定义了函数的声明，如：

这样当别人想使用该函数时只需要include头文件既可，具体的实现细节则不会暴露给调用者。

CMake简单介绍：

由于咱们工程是采用CMakde来进行构建的，当然未来会细学它的，这里只是说明一下当新建了一个文件时记得在CMake中加入一下，具体如下：