细说：程序运行的环境和运行过程，再看不懂请自行面壁( 二 ) _程序运行

对于不太常用的内存数据，操作系统会写到磁盘上，以便腾出更多可用的物理内存。
当然，也存在没有操作系统的情况，这个时候你的程序所使用的内存就是物理内存，我们必须自己做好内存的管理。
对于这个内存，该怎么用呢？
本质上来说，你想怎么用就怎么用，并没有什么特别的限制。一个编译器的作者，可以决定在哪儿放代码，在哪儿放数据，当然了，别的作者也可能采用其他的策略。实际上，C 语言和 Java 虚拟机对内存的管理和使用策略就是不同的。
尽管如此，大多数语言还是会采用一些通用的内存管理模式。以 C 语言为例，会把内存划分为代码区、静态数据区、栈和堆。

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一般来讲，代码区是在最低的地址区域，然后是静态数据区，然后是堆。而栈传统上是从高地址向低地址延伸，栈的最顶部有一块区域，用来保存环境变量。
代码区（也叫文本段）存放编译完成以后的机器码。这个内存区域是只读的，不会再修改，但也不绝对。现代语言的运行时已经越来越动态化，除了保存机器码，还可以存放中间代码，并且还可以在运行时把中间代码编译成机器码，写入代码区。
静态数据区保存程序中全局的变量和常量。它的地址在编译期就是确定的，在生成的代码里直接使用这个地址就可以访问它们，它们的生存期是从程序启动一直到程序结束。它又可以细分为 Data 和 BSS 两个段。Data 段中的变量是在编译期就初始化好的，直接从程序装在进内存。BSS 段中是那些没有声明初始化值的变量，都会被初始化成 0 。
堆适合管理生存期较长的一些数据，这些数据在退出作用域以后也不会消失。比如，我们在某个方法里创建了一个对象并返回，并希望代表这个对象的数据在退出函数后仍然可以访问。
而栈适合保存生存期比较短的数据，比如函数和方法里的本地变量。它们在进入某个作用域的时候申请内存，退出这个作用域的时候就可以释放掉。
讲完了 CPU 和内存之后，我们再来看看跟程序打交道的操作系统。
2. 程序和操作系统的关系程序跟操作系统的关系比较微妙：

一方面我们的程序可以编译成不需要操作系统也能运行，就像一些物联网应用那样，完全跑在裸设备上。另一方面，有了操作系统的帮助，可以为程序提供便利，比如可以使用超过物理内存的存储空间，操作系统负责进行虚拟内存的管理。

在存在操作系统的情况下，因为很多进程共享计算机资源，所以就要遵循一些约定。这就仿佛办公室是所有同事共享的，那么大家就都要遵守一些约定，如果一个人大声喧哗，就会影响到其他人。
程序需要遵守的约定包括：程序文件的二进制格式约定，这样操作系统才能程序正确地加载进来，并为同一个程序的多个进程共享代码区。在使用寄存器和栈的时候也要遵守一些约定，便于操作系统在不同的进程之间切换的时候、在做系统调用的时候，做好上下文的保护。
所以，我们编译程序的时候，要知道需要遵守哪些约定。因为就算是使用同样的 CPU，针对不同的操作系统，编译的结果也是非常不同的。
好了，我们了解了程序运行时的硬件和操作系统环境。接下来，我们看看程序运行时，是怎么跟它们互动的。
程序运行的过程你天天运行程序，可对于程序运行的细节，真的清楚吗？
1. 程序运行的细节首先，可运行的程序一般是由操作系统加载到内存的，并且定位到代码区里程序的入口开始执行。比如，C 语言的 main 函数的第一行代码。
每次加载一条代码，程序都会顺序执行，碰到跳转语句，才会跳到另一个地址执行。CPU里有一个指令寄存器，里面保存了下一条指令的地址。

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假设我们运行这样一段代码编译后形成的程序：
int main(){int a = 1;foo(3);bar();}int foo(int c){int b = 2;return b+c;}int bar(){return foo(4) + 1;}我们首先激活（Activate）main() 函数，main() 函数又激活 foo() 函数，然后又激活 bar()函数，bar() 函数还会激活 foo() 函数，其中 foo() 函数被两次以不同的路径激活。