进程的默认堆与自建堆

最近去了一次面试，面试官问道这个进程的自建堆和默认堆的相关问题，我当时感觉答的并不是很好，这时候我决定好好整理一下相关知识跟大家分享。

 

进程默认堆：

Windows许多重要的函数都用Unicode字符和Unicode字符串来执行它们所有的操作。如果我们调用的是一个函数的ANSI版本，那么该函数的ANSI版本必须把ANSI字符串转换为Unicode字符串，然后再调用同一个函数的Unicode版本。为了转换字符串，ANSI版本的函数需要分配一块内存来保存Unicode版本的字符串，这块内存就是从进程的默认堆中分配的。默认堆大小一般为1M，可以在编译器设置/HEAP。

进程自建堆：

为什么要创建额外的堆：

1.对组件进行有效的保护

2.更有效的内存管理

3.使内存访问局部化

4.避免线程的同步开销

5.快速释放

1.对组件进行保护

举个栗子：有一个链表和一个二叉树都需要保存在同一个堆中，这会使两种结构混合，假如链表中的某个节点出错覆盖他下边的某块内存，就可能把二叉树结构破坏，这会导致定位出错很难，于是把两种结构放到两个堆中，这种可能性就会小很多。

2.更有效的内存管理：

每个堆保证相同的结构会使内存分配更为合理。再举上一个栗子，链表每个节点大小为24字节，二叉树每个节点32字节，现在链表释放了2个节点，这时有了48字节的空间，但是很有可能这两块内存不连续。而没法给二叉树分配一个节点的空间。如此操作，会使堆内内存碎片化。

3.使内存访问局部化

我们知道系统在访问内存的时候会产生页交换，当系统把一个内存页换入到磁盘中，再从磁盘中换出一个内存页时，这种消耗是十分巨大的。于是，把相同的节点放在一个内存堆中就显得尤为重要了。继续举栗子，当我们一个堆中只保存链表节点，或者只保存二叉树节点，这个时候内存很有可能分配到邻近一块儿内存中，这时候我们遍历节点就不需要再进行页交换了。但是两个结构混用的话，很有可能看似相邻的两个节点其实在两个页交换文件中，如果运气差，有可能进行一次遍历，系统需要多次进行页交换，大大降低了效率。

4.避免线程同步的开销

在默认情况下，系统中线程对堆的访问是依次进行的，如果你自己创建了堆，系统将不会用额外代码来保证线程的安全性，就会在一定程度上减小系统的消耗，不过这时候对堆的内存操作将有我们自己进行，系统将不再管理。

5.快速释放

如果我们创建一个堆来存放数据，我们在销毁数据的时候可以仅仅将整个堆的内存释放，而不必一个个节点去释放，大大加快了释放内存的效率。

如何创建额外的堆

我们可以调用HeapCreate函数来创建额外的堆。函数原型如下：

HANDLE
WINAPI
HeapCreate(
    _In_ DWORD flOptions,         //表示对堆的操作应该如何进行
    _In_ SIZE_T dwInitialSize,    //表示一开始系统调拨给堆的字节数，如果需要系统会将这个值向上取整到CPU页面的整数倍
    _In_ SIZE_T dwMaximumSize     //向上取整最大字节数
    );