64位系统下，一个32位的程序究竟可以申请到多少内存，4GB还是更多？（一）

前言：

cpu的位是指一次性可处理的数据量是多少，1字节=8位，32位处理器可以一次性处理4个字节的数据量，依次类推。32位操作系统针对的32位的CPU设计。64位操作系统针对的64位的CPU设计。操作系统只是硬件和应用软件中间的一个平台。我们的CPU从原来的8位，16位，到现在的32位和64位。

背景：

电脑的内存是8GB, 装的是32位的Win 7 32位版本，系统认出的内存是3.5GB, 应该说是4GB，因为还有0.5GB内存分配给了显存。

笔者十分痛苦，花重金购置的骇客神条单条8GB竟然被瞬间阉割了4GB。为了物尽其用以及尝鲜系统，又在另外一个分区上安装了Win 8的64位版

• Win 7(X86)下的内存状况：

　　

• Win 8(X64)下的内存状况：

      

问题：

在满足的看着8G内存全部启用以及体验Win 8 Metro华丽的界面后，脑海里突然飘出一个问题：64位系统下8G内存是否完全能为32位的程序所用。

实验环境:

• Windows 7 ultimate(x86)
• Windows 8 Professional(X64)
• Visual Studio 2010 C++ 编译一个32位程序控制台应用程序
  • 以GB为单位向系统申请内存
  • 以32位方式编译
• 主函数代码：

  • // CPP_MemoryStudy.cpp : Defines the entry point for the console application.
    //
    
    #include "stdafx.h"
    #include <iostream>
    using namespace std;
    
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    {
        int a = 5;
        int MEM_SIZE = 0;
        const int GIGABTYE = 1024*1024*1024*sizeof(char); #1GB 内存
        int *p = NULL;
        cout<<"Please input how many GB memoroy you want allocate:"<<endl;
        cin>>MEM_SIZE;
        p = (int *)malloc(GIGABTYE*MEM_SIZE);
        if(NULL == p)
        {
            cout<<"Allocate Memory Error"<<endl;
        }
        else
        {
            cout<<"Succeed Allocate Memory"<<endl;
        }
        getchar();
        getchar();
        return 0;
    }

• 程序界面
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• Win 7下运行（测试申请1GB内存 OK）
  • 

• Win 8下运行（测试申请1 GB内存 OK）
  •    

• Win 8下运行（单进程测试申请3 GB内存（总内存已 > 4GB） FAIL）
  •    

•  Win 8 下（多32位进程在64位系统下申请内存>4GB OK）-- 这个点子是在和好友讨论的时候想到的，测试了一下竟然可以
  • 

结论：

• 从初步实验结果来看一个32位的程序在64位的环境下不具备使用4GB+内存的能力。
• 多个32位程序可以申请超过4GB的内存，
• 还有一个有趣的现象，当我申请内存大于4GB的时候，有的时候会显示内存显示成功，但是资源管理器里面没有更新，证明本质还是没有成功，是保护的原因还是其他的原因还需要深究，这将作为下一章节的题材。
• 64位系统对于常年运行32位程序的用户的意义只是有可以运行更多地单个32位程序的能力，32位的程序在64位系统下依然不具有寻址4GB+的能力
  • 通俗点说，就是扩大仓库的容量，让其可以放下更多货物

后续研究思路：

• 将上述程序在64位环境下重新编译，研究内存使用情况
• Linux Ubuntu 32位系统可以支持8GB内存，我会实验一下单个程序的寻址能力。
• 那些号称支持64GB RAM的32位服务器系统，如Windows Server等，就竟单个程序可以使用到多少内存

以上是笔者一些肤浅的理解，尚待更多的研究论证，我会继续跟进这个话题也欢迎您加入这个话题的讨论。