在讲述本篇文章之前，我们先来看一段代码。
从上图输出可以看到，我们的子进程继承了父进程的全局变量val，当子进程中的val产生了修改时，父进程的val值并没有变化，但父子进程在打印val的地址时，会发现val的地址是一样的。但这不就冲突了吗，我们知道地址是唯一的，一段相同的地址可以同时打印不同的值，这并不符合我们之前理解的概念。
所有为了解释这个事情，小编将要在接下来通过进程地址空间概念来解释这件事情
进程地址空间概念:
进程地址空间（Process Address Space）是指操作系统为每个进程分配的虚拟内存区域，它定义了进程可以访问的内存范围。每个进程都认为自己独占整个内存空间，但实际上，操作系统通过虚拟内存管理将物理内存和磁盘空间结合起来，为每个进程提供独立的、受保护的地址空间。
让我们用图来认识一下进程地址空间
从上图可以看到，进程地址空间里包含着好几个区，地址的增长由正文代码区的低地址向上增长。其中栈区是从高地址向低地址增长，堆区正好相反。
页表:
一个程序想要运行首先需要载入到内存，而程序载入的内存我们称之为物理内存(物理地址)。
进程地址空间其实也称为虚拟地址。所以我们看到的进程地址空间不是物理内存。
所以，在操作系统中，我们有两种地址，一种为物理地址，一种为虚拟地址。而页表是什么呢？
从上图观察不难得出结论，页表其实是一种映射关系。用于物理地址与虚拟地址的相互映射。
现在我们重新回顾遗留的问题:一段相同的地址可以同时打印不同的值。
这里小编需要先阐述两个结论
- 一个进程，一个虚拟地址空间
- 一个进程，一套页表
当我们创建一个子进程时，子进程会从父进程那里“继承”代码和数据。这就好比父进程是一张原始的文档，子进程是这张文档的复印件。虽然看起来内容一样，但它们是独立的，子进程可以随意修改自己的“复印件”，而不会影响父进程的“原始文档”。
不过，这里有个关键点：子进程并不是直接复制父进程的所有数据，而是共享了父进程的代码和数据。这就像两个人住在同一栋楼里，虽然他们的房间看起来一样，但实际上每个人都有自己独立的门禁卡。这里的“门禁卡”就是“页表”，它决定了每个进程能看到哪些数据。
当子进程试图修改数据时，操作系统会触发一个机制，叫“写时拷贝”这个机制的工作原理是：如果子进程想修改某段数据，操作系统会先在内存中找一块新的空地，把需要修改的数据复制到这块新地方，然后更新子进程的“门禁卡”（页表），让它指向这个新的地址。这样，子进程的修改就不会影响到父进程的原始数据。
小结:
通过上述的例子论证，我们可以得出进程具有独立性的结论，首先是PCB独立，再其次是加载进入内存的代码和数据独立，不受其他进程影响。
虚拟地址与进程地址空间:
为了更好理解虚拟地址与进程地址空间，将举一个例子。
有个大富翁，大富翁有三个私生子，三个私生子互相不知道彼此。此时大富翁对各自的私生子分别画大饼说，你们现在就好好干各自的事情，等我驾鹤西去的时候，我的财产全部给你。那私生子们一听，就更加有干劲，更加努力干自己的事情。
其中大富翁=操作系统，私生子=task_struct，大饼=虚拟内存。这个大饼就会让task_struct认为自己是独占物理内存。但是对于大饼，大饼同样也需要管理。怎么管理呢？答案是先描述再组织。
相信在以前学校上学的时候，如果小伙伴是跟异性同桌的话可能都有经历过，异性在桌子上画一条三八线，标识区域划分，你不能超，我也不能超。那么桌子就相当与地址空间，而桌子上的刻度就相当于地址，对桌子的划分就转化为对地址的划分。所以区域划分就只需要确认区域的开始和结束。
在内核中见见
上图是内核中虚拟地址空间的结构体，在Linux中被明明为mm_struct。其中可以看到mm_struct中记录着代码段，数据段，堆栈区的起始地址和结束地址。所以当某个区间的内存不够的时候，只需要让end++，我们将这种行为称之为调整区域
再探虚拟内存:
在操作系统的内存管理中，task_struct 是一个核心数据结构，用于描述一个进程的运行状态。task_struct 中包含一个指向 mm_struct 的指针 mm，mm_struct 是虚拟内存管理的核心结构，用于记录进程虚拟地址空间中各个区域的起始和结束位置。
当程序从磁盘加载到内存时，首先初始化的是 task_struct，随后为 mm_struct 分配空间并完成初始化。此时，磁盘上的代码和数据会被加载到物理内存中，并通过页表建立虚拟地址与物理地址的映射关系。
值得注意的是，程序的代码段和数据段通常是只读的，这意味着它们的内容在运行时不可修改。为了确保这一点，操作系统在内存映射时会通过页表记录每个内存区域的访问权限。页表中会存储每个虚拟地址对应的物理地址以及访问权限（如读、写、执行）。当进程访问内存时，操作系统会检查当前地址所在的区域，并根据页表中的权限记录来决定是否允许访问。如果访问权限不匹配，操作系统会触发异常，防止非法操作。
通过这种方式，操作系统不仅完成了虚拟地址到物理地址的映射，还确保了内存访问的安全性和正确性。这种机制是现代操作系统内存管理的重要组成部分，为程序的稳定运行提供了保障。
所以通过上述结论也能解释了野指针以及在字符常量区写入时，程序发生崩溃的问题。原因就是当在进行页表查询时，发现所需修改的地址权限不匹配，操作系统进行了拦截甚至杀死当前进程导致程序崩溃。
-----------------本片文章就到这里，感谢各位观看