我们了解了内存在内核态是如何管理的，本篇文章我们一起来看下内存在用户态的使用情况，如果上一篇文章说是内核驱动工程师经常面对的内存管理问题，那本篇就是应用工程师常面对的问题。
相信大家都知道对用户态的内存消耗对象是进程，应用开发者面对的所有代码操作最后的落脚点都是进程，这也是说为什么内存和进程两个知识点的重要性，理解了内存和进程两大法宝，对所有软件开发的理解都会有了全局观（关于进程的知识以后再整理和大家分享）。
下面闲话少说，开始本篇的内容——进程的内存消耗和泄漏
进程的虚拟地址空间VMA（Virtual Memory Area）
在linux操作系统中，每个进程都通过一个task_struct的结构体描叙，每个进程的地址空间都通过一个mm_struct描叙，c语言中的每个段空间都通过vm_area_struct表示，他们关系如下 :
上图中，task_struct中的mm_struct就代表进程的整个内存资源，mm_struct中的pgd为页表，mmap指针指向的vm_area_struct链表的每一个节点就代表进程的一个虚拟地址空间，即一个VMA。一个VMA最终可能对应ELF可执行程序的数据段、代码段、堆、栈、或者动态链接库的某个部分。
VMA的分布情况可以有通过pmap命令，及maps，smaps文件查看Linux用户态进程的内存管理，如下图：
另，VMA的具体内容可参考下图。
page fault的几种可能性
我们先来看张图：
（此图来源于宋宝华老师）
（此图来源于宋宝华老师）
综上Linux用户态进程的内存管理，page fault后，Linux会查VMA，也会比对VMA中和页表中的权限，体现出VMA的重要作用。
malloc分配的原理
malloc的过程其实就是把VMA分配到各种段当中，这时候是没有真正分配物理地址的。malloc 调用后，只是分配了内存的逻辑地址，在内核的mm_struct 链表中插入vm_area_struct结构体，没有分配实际的内存。当分配的区域写入数据是，引发页中断，建立物理页和逻辑地址的映射。下图表示了这个过程。
从操作系统角度来看，进程分配内存有两种方式，分别由两个系统调用完成：brk和mmap（不考虑共享内存）。
内存的消耗VSS RSS PSS USS
首先，我们评估一个进程的内存消耗都是指用户空间的内存linux进程运行空间查看，不包括内核空间的内存消耗 。这里我们用工具 procrank先来看下Linux进程的内存占用量 。
下面再用一张图来更好的解释VSS,RSS,PSS,USS之间的区别：
有了对VSS,RSS,PSS,USS的了解，我们趁热打铁来看下内存在进程中是如何被瓜分的：
（此图来源于宋宝华老师）
1044，1045，1054三个进程，每个进程都有一个页表，对应其虚拟地址如何向real memory上去转换。
process 1044的1，2，3都在虚拟地址空间，所以其VSS=1+2+3。
process 1044的4linux进程运行空间查看，5，6都在real memory上，所以其RSS=4+5+6。
分析real memory的具体瓜分情况：
4 libc代码段，1044，1045，1054三个进程都使用了libc的代码段，被三个进程分享。
5 bash shell的代码段，1044，1045都是bash shell，被两个进程分享。
6 1044独占
所以，上图中4+5+6并不全是1044进程消耗的内存，因为4明显被3个进程指向，5明显被2个进程指向，衍生出了PSS（按比例计算的驻留内存）的概念。进程1044的PSS为4/3 +5/2 +6。
最后，进程1044独占且驻留的内存USS为 6。
一般来说内存占用大小有如下规律：VSS >= RSS >= PSS >= USS
【部分内容整理于宋宝华老师课程】
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