《Expert C Programming》阅读笔记

　　从接触Linux开始，一直学习并使用C语言，C语言与Linux是相辅相成的。从刚开始对C的了解学习到慢慢熟练使用，渐渐认识到C的精妙，C语言比较贴合底层硬件，要求编码时对程序更精确的掌控。

　　通过阅读《C专家编程》，对C语言的理解包括编译等都有了更深刻的了解，C强调一切由程序员实现，编码时需要保证自己程序的准确，《C专家编程》给我最有意义的认识是：在编码时更清楚程序的运行细节，从底层硬件及Linux系统函数实现的角度更深入的认识了高质量编码。

　　书中通过实例讲解，并给出编程挑战，阅读跟实践相结合，加深了对内容的理解，编程实现的同时让人有茅塞顿开的感觉。下面总结几个印象最深刻的知识点：

　　一. 程序运行时的数据结构:

　　清楚的了解了可执行程序的各个段(文本段、数据段、bss段)，以及其在内存中的布局(如下图)。

　　

　　1.编译“hello world”程序，在可执行文件中执行ls -l，得到文件的总体大小。运行size得到文件里各个段的大小。

　　

　　2.增加一个全局的int[1000]数组声明，重新进行编译，再用上面的命令得到总体及各个段的大小。可以清楚看到增加全局的未初始化的int数组，都保存在bss段。

　　

　　3.现在，在数组的声明中增加初始值（C语言并不强迫对数组进行初始化时为每个元素提供初始值）。可以看到初始化全局数组后，使数组从BSS段转换到数据段。

　　

　　4.在函数内声明一个巨大的数组。然后再声明一个巨大的局部数组，最后在加入一个函数，并在函数内部声明一个大数组。可以看到后面增加的局部大数组声明都布局在文本段。

　　

二．对内存的思考

　　阅读此章节后，对Intelx86的内存工作原理以及MMU都有了进一步的理解，并对linux本身的系统函数实现及贴合硬件的优化进行了学习和了解(例如提到的memcpy函数的优化实现)，总结一下印象比较深的几个知识点：

　　1.虚拟内存

　　a.虚拟内存 – 使用磁盘保存运行进程的映像，通过“页”的形式组织，页就是磁盘和内存之间来回移动的单位

　　b.在磁盘上有个特殊的交换区，用来保存从内存中换出的进程

　　c.进程只能操作位于物理内存中的页面

　　2.Cache

　　a.Cache的操作速度域系统的周期时间相同

　　b.Cache包含一个地址的列表以及它们的内容，所有对内存的读取和写入都要经过cache

　　c.Cache采用写直达，写回法，保持命中

　　d.行Line是对Cache进行访问的单位，一个行内的数据成为块block

　　3.堆和数据段

　　a.堆中的所有东西都是匿名的，不能按名字访问，只能通过指针

　　b.堆内存的回收不必与所分配顺序一致，它甚至可以不回收

　　c.管理内存的调用：malloc、free、brk和sbrk（调整数据段的大小）

　　4.内存泄漏

　　a.堆经常出现两种类型的问题

　　b.释放和改写仍在使用的内存（内存损坏）

　　c.未释放不再使用的内存（内存泄漏）

　　每次malloc后，调用free释放它。或者，尽可能地使用alloca来分配，它会被自动释放掉。

　　5.总线错误

　　a.总线错误计划局都是由于未对齐的读和写引起的，而数据项是不能跨越页面或Cache边界的

　　b.编译器通过自动分配和填充数据来进行对齐

　　以上是自己在阅读笔记中总结的印象比较深刻的两个点，看《C专家编程》的同时，实例编码调试，从不同的角度、深度去理解了C编程的奥妙，还是比较有成就感的。书中很多有趣的IT历史事件，项目实例等也让我获益匪浅，总之，即使多了点滴认识，也是很愉快的:)。