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为什么要那么麻烦,把程序的指令和数据的存放分开?混杂地放在一个段里面不是更加简单?其实数据和指令分段的好处有很多。主要有如下几个方面。
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当程序被装载后,数据和指令分别被映射到两个虚存区域。由于数据区域对于进程来说是可读写的,而指令区域对于进程来说是只读的,所以这两个虚存区域的权限可以被分别设置成可读写和只读。这样可以防止程序的指令被有意或无意地改写。
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对于现代的CPU来说,它们有着极为强大的缓存(Cache)体系。由于缓存在现代的计算机中地位非常重要,所以程序必须尽量提高缓存的命中率。指令区和数据区的分离有利于提高程序的局部性。现代CPU的缓存一般都被设计成数据缓存和指令缓存分离,所以程序的指令和数据被分开存放对CPU的缓存命中率提高有好处。
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最重要的原因,就是当系统中运行着多个该程序的副本时,它们的指令都是一样的,所以内存中只须要保存一份该程序的指令部分。对于指令这种只读的区域来说是这样,对于其他的只读数据也一样,比如很多程序里面带有的图标、图片、文本等资源也是属于可以共享的。当然每个副本进程的数据区域是不一样的,它们是进程私有的。不要小看这个共享指令的概念,它在现代的操作系统里面占据了极为重要的地位,特别是在有动态链接的系统中,可以节省大量的内存。
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程序员的自我修养