堆内存和栈内存(待处理……)
参考:http://blog.csdn.net/abcjennifer/article/details/39780819
待续……
堆:顺序任意
栈:先进后出
堆和栈的差别
一、预备知识—程序的内存分配一个由c/C++编译的程序占用的内存分为下面几个部分
1、栈区(stack)— 由编译器自己主动分配释放 ,存放函数的參数值,局部变量的值等。
其操作方式类似于数据结构中的栈
2、堆区(heap) — 一般由程序猿分配释放。 若程序猿不释放,程序结束时可能由OS回收
。注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表
3、全局区(静态区)(static)—,全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域, 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的还有一块区域。 - 程序结束后有系统释放
4、文字常量区 —常量字符串就是放在这里的。
程序结束后由系统释放
5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。
这是一个前辈写的,很具体
//main.cpp
int a = 0; 全局初始化区
char *p1; 全局未初始化区
main()
{
int b; 栈
char s[] = "abc"; 栈
char *p2; 栈
char *p3 = "123456"; 123456\0在常量区,p3在栈上。
static int c =0。 全局(静态)初始化区
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
strcpy(p1, "123456"); 123456\0放在常量区。编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。
}
2.1申请方式
stack:由系统自己主动分配。
比如,声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自己主动在栈中为b开辟空间
heap:须要程序猿自己申请。并指明大小,在c中malloc函数如p1 = (char *)malloc(10);在C++中用new运算符如p2 = (char *)malloc(10);可是注意p1、p2本身是在栈中的
2.2申请后系统的响应
栈:仅仅要栈的剩余空间大于所申请空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。
注意这里,malloc分配失败会返回空指针。但new分配失败仅仅会抛出异常,须要
catch ( const bad_alloc& e ) {
return -1;
}
2.3申请大小的限制
栈:在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,在 WINDOWS下。由编译器决定栈的大小(一般1M/2M)。假设申请的空间超过栈的剩余空间时。将提示overflow。
因此,能从栈获得的空间较小。
堆:堆是向高地址扩展的数据结构。是不连续的内存区域。这是因为系统是用链表来存储的空暇内存地址的,自然是不连续的,而链表的遍历方向是由低地址向高地址。
堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见,堆获得的空间比較灵活,也比較大。
2.4申请效率的比較:
栈由系统自己主动分配。速度较快。但程序猿是无法控制的。堆是由new分配的内存,一般速度比較慢,并且easy产生内存碎片,只是用起来最方便. 另外。在WINDOWS下,最好的方式是用VirtualAlloc分配内存。他不是在堆,也不是在栈是直接在进程的地址空间中保留一快内存,尽管用起来最不方便。可是速度快。也最灵活
栈: 在函数调用时。第一个进栈的是主函数中后的下一条指令(函数调用语句的下一条可执行语句)的地址,然后是函数的各个參数,在大多数的C编译器中,參数是由右往左入栈的,然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。当本次函数调用结束后。局部变量先出栈,然后是參数。最后栈顶指针指向最開始存的地址,也就是主函数中的下一条指令。程序由该点继续执行。
堆:通常是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的详细内容有程序猿安排。
- char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa"; // in stack
- char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb"; // in heap
aaaaaaaaaaa是在执行时刻赋值的;而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的;可是。在以后的存取中,在栈上的数组比指针所指向的字符串(比如堆)快。
比方:
- #include
- void main()
- {
- char a = 1;
- char c[] = "1234567890";
- char *p ="1234567890";
- a = c[1];
- a = p[1];
- return;
- }
相应的汇编代码
- 10: a = c[1];
- 00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]
- 0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl
- 11: a = p[1];
- 0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]
- 00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]
- 00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al
第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中。而另外一种则要先把指针值读到edx中。在依据edx读取字符,显然慢了。
2.7小结:
堆和栈的差别能够用例如以下的比喻来看出:使用栈就象我们去饭馆里吃饭。仅仅管点菜(发出申请)、付钱、和吃(使用),吃饱了就走。不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作,他的优点是快捷。可是自由度小。 使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴,比較麻烦,可是比較符合自己的口味,并且自由度大。
2.8 小心内存泄漏
在堆上分配内存非常easy造成内存泄漏。这是C/C++的最大的“克星”。假设你的程序要稳定。那么就不要出现Memory Leak。所以,我还是要在这里千叮咛万嘱付,在使用malloc系统函数(包含calloc,realloc)时千万要小心。
记得有一个UNIX上的服务应用程序。大约有几百的C文件编译而成,执行測试良好。等使用时。每隔三个月系统就是down一次,搞得很多人焦头烂额,查不出问题所在。
仅仅好。每隔两个月人工手动重新启动系统一次。出现这样的问题就是Memery Leak在做怪了。在C/C++中这样的问题总是会发生,所以你一定要小心。
我保证,做过很多C/C++的project的程序猿,都会对malloc或是new有些感冒。当你什么时候在使用malloc和new时,有一种轻度的紧张和惶恐的感觉时,你就具备了这方面的修养了。
1) 配对使用,有一个malloc,就应该有一个free。(C++中相应为new和delete)
2) 尽量在同一层上使用。不要malloc在函数中。而free在函数外。最好在同一调用层上使用这两个函数。
3) malloc分配的内存一定要初始化。
free后的指针一定要设置为NULL。
注:尽管如今的操作系统(如:UNIX和Win2k/NT)都有进程内存跟踪机制。也就是假设你有没有释放的内存,操作系统会帮你释放。但操作系统依旧不会释放你程序中全部产生了Memory Leak的内存。所以,不妨你自己来做这个工作。(有的时候不知不觉就出现Memory Leak了,并且在几百万行的代码中找无异于海底捞针,Rational有一个工具叫Purify。可能非常好的帮你检查程序中的Memory Leak)
本文转载自http://cyqiang.blog.51cto.com/267798/49868,我们做了一些修改,并凝视。
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