記憶體分割槽及割斷含義

2021-09-01 22:17:57 字數 2224 閱讀 7521

乙個程序在記憶體中會佔5個區域:

1.程式**區

存放程式**

2.常量區

一般定義字串時,內容存放在常量區

如: char *tmp="hello"  //hello存放在常量區

3.全域性(靜態)儲存區

全域性變數,靜態(static)變數存放在全域性儲存區,裡面的資料會一直儲存到被新的資料覆蓋或者程序退出。

程式**區、常量區和全域性(靜態)儲存區,這三部分的記憶體分配,在編譯時就已經完成。

4.棧區域性變數、函式引數、函式入口位址等存放在棧中。主要是存放臨時資料、變數的有效性會隨著程式的執行而改變,如退出函式會,函式中的 區域性變數會被踢出棧中。linux預設棧大小為8m,window為2m。

5.堆用malloc申請的內存在堆裡,堆的可用大小相對不受限制,有效週期為主動呼叫free函式或者程序結束。

其中,堆和棧的生長方式是不一樣的。

堆的生長方式是自低位址向高位址,棧的生長方式是自高位址向低位址。

堆與棧的討論:

管理方式:

堆中資源由程式設計師控制(容易產生memory leak)。

棧資源由編譯器自動管理,無需手工控制。

系統響應:

堆,系統有乙個記錄空閒記憶體位址的鍊錶,當系統收到程式申請時,遍歷該鍊錶,尋找第乙個空間大於申請空間的堆結點,刪除空閒結點鍊錶中的該結點,並將該結點空間分配給程式(大多數系統會在這塊記憶體空間首位址記錄本次分配的大小,這樣delete才能正確釋放本記憶體空間,另外系統會將多餘的部分重新放入空閒鍊錶中)。

棧,只要棧的剩餘空間大於所申請空間,系統為程式提供記憶體,否則報異常提示棧溢位。

空間大小:

堆:不連續的記憶體區域(因為系統是用鍊錶來儲存空閒記憶體位址,自然不是連續的),堆大小受限於計算機系統中有效的虛擬記憶體(32bit系統理論上是4g),所以堆的空間比較靈活,比較大。

棧是一塊連續的記憶體區域,大小是作業系統預定好的,windows下棧大小是2m(也有是1m,在編譯時確定,vc中可設定)。

碎片問題:

對於堆,頻繁的new/delete會造成大量碎片,使程式效率降低。

對於棧,它是乙個先進後出的佇列,進出一一對應,不會產生碎片。

堆向上,向高位址方向增長。

棧向下,向低位址方向增長。

分配方式:

堆都是動態分配(沒有靜態分配的堆)。

棧有靜態分配和動態分配,靜態分配由編譯器完成(如區域性變數分配),動態分配由alloca函式分配,但棧的動態分配的資源由編譯器進行釋放,無需程式設計師實現。

分配效率:

堆由c/c++函式庫提供,機制很複雜。所以堆的效率比棧低很多。

棧是極其系統提供的資料結構,計算機在底層對棧提供支援,分配專門暫存器存放棧位址,棧操作有專門指令。

比如class a

int a;

char c;

void pri(int a);

void a::pri(int a)

printf("a=%d\n",a);

int main()

a arr;

printf("sizeof(arr)=%d",sizeof(arr));

printf("sizeof(arr.a)=%d",sizeof(arr.a));

printf("sizeof(arr.c)=%d",sizeof(arr.c));

其中sizeof(arr)=8

sizeof(arr.a)=4

sizeof(arr.c)=1

由於記憶體對齊的原則,及時c占用的空間為1,實際分配了4個位元組。

記憶體對齊基本上是透明的,這是編譯器該幹的活,編譯器為程式中的每個資料單元安排在合適的位置上,從而導致了相同的變數,不同宣告順序的結構體大小的不同。

對齊規則:

每個特定平台刪的編譯器都有自己預設的「對齊係數/對齊模數」,可以通過預編譯命令#pragma pack(n),n=1,2,4,8,16來改變。

規則:1.資料成員對齊規則,結構struct或者union的資料成員,第乙個資料成員放在offset為0的地方,以為每個資料成員的對齊,按照#parama pack指定的值和這個資料成員自身長度中,比較小的那個進行;

2.結構或聯合的整體對齊規則,在資料成員完成對齊後,結構體本身也需要對齊

3.當@parama pack的n值等於或者超過所有資料成員長度的時候,這個n值不產生任何效果

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