操作系统如何为每个线程实现或维护堆栈？

Question

在SO上有关于线程是否拥有自己的堆栈的各种问题。然而，我不明白操作系统如何实现或者通常如何实现每个线程一个堆栈。在操作系统书籍中，程序的内存布局如下所示：

请注意，它可以被视为一块连续的内存块（虚拟内存）。我会想象虚拟内存空间的一部分被划分给线程的堆栈。这就引出了这个问题的第二部分：一个流行的技术面试问题涉及尝试使用一个数组来实现3个堆栈。这个问题直接相关于解决线程堆栈的实现吗？
我总结我的问题如下：

1. 现代操作系统（例如Linux）如何划分不同线程的堆栈的内存空间？
2. “使用1个数组实现3个堆栈”与上述问题直接相关还是答案？

附注：也许使用图像来解释不同线程堆栈的内存如何划分最好。

- digvijay91

Answer 1

上面展示的图片在Windows和Linux上都已经过时了。个别分配所在的地址并不重要。32位系统的虚拟地址空间很大，64位系统的虚拟地址空间更加广阔。操作系统只需要从中划出一部分空间，并将其分配出去。

每个堆栈都是独立的虚拟内存分配，可以放置在任意位置。需要注意的是，堆栈通常是有限大小的。操作系统预留了一定的最大大小（如1MB或8MB）。堆栈不能超过该大小。这与上面那张（过时的）图片所示有所不同。堆栈确实向下增长，但当固定空间用完时，就会触发堆栈溢出。实际上，超过合理的堆栈大小被认为是一个 bug，因此这并不是一个问题。

二进制映像（上面的文本、初始化数据和bss）也可以随意放置。它们的大小也是固定的。

堆由多个段组成。它可以通过添加更多的段来任意增长。堆由用户模式库管理，内核并不知道它的存在。内核所做的所有工作就是在任意选择的位置提供虚拟内存块。

- usr

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哇，是的，它变得非常简单了。使用虚拟内存的另一个好处。=) - digvijay91

Answer 2

1) 线程的堆栈只是虚拟内存中的连续块。它的最大大小是固定的，可能看起来像这样:

2) 我不认为它直接与这个问题有关，因为当线程被创建时，线程的堆栈大小限制是已知的，但在“使用1个数组的3个堆栈”问题中，每个堆栈的大小都是未知的。

- kraskevich