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简单理解内存的几大区域

简单理解内存的几大区域

作者: async丶 | 来源:发表于2019-11-19 17:43 被阅读0次

初步了解

1.栈区

栈区(stack)由编译器自动分配并释放,存放的是函数的参数值,局部变量等,方法调用的实参也是保存在栈区的。地址从高到低分配。栈是系统数据结构,对应线程/进程是唯一的。优点是快速高效,缺点是有限制,数据不灵活。由编译器自动分配释放。主要存放一些基本类型的变量和对象引用类型。

2.堆区

由程序员分配和释放,如果程序员不释放,可能会出现内存泄露,程序结束的时候,可能会由操作系统回收,比如iOS中alloc都是存放在堆中,优点是灵活方便,数据适应面广泛,但是效率有一定降低,堆空间的分配总是动态的,不同堆分配的内存无法互相操作。地址是从低到高分配。虽然程序结束的时候所有的数据空间都会被释放回系统,但是精确的申请内存,释放内存匹配是良好程序的基本要素。主要存放用new构造的对象和数组

3.全局区(静态区)

全局变量和静态变量是放在一起的,初始化的全局变量和静态变量存放在一块区域,未初始化的全局变量和静态变量在相邻的另一块区域,程序结束后由系统释放

注意:全局区又可分为未初始化全局区:.bss段和初始化全局区:data段。

举例:int a;未初始化的
int a = 10 ;已初始化的。

4.文字常量区

存放常量字符串,程序结束后由系统释放。

5.代码区

存放函数的二进制代码

大致如图所示


image
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示例代码:

int a = 10; // 全局初始化区
char *p; //    全局未初始化区
 
main{
   int b; // 栈区
   char s[] = "abc" // 栈区
   char *p1; //    栈区
   char *p2 = "123456" 123456 在常量区,p2在栈上
   static int c = 0; // 全局(静态)初始化区
    
   w1 = (char *)malloc(10);
   w2 = (char *)malloc(20);
   分配得来的10和20字节的区域就在堆区。
}

申请后的系统是如何响应的?

存储每一个函数在执行的时候都会向操作系统索要资源,栈区就是函数运行时的内存,栈区的变量由编译器负责分配和释放,内存随着函数的运行分配,随着函数的结束而释放,由系统自动完成。

注意:只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。

首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序。由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。

申请的限制是怎样的?

  1. 栈:

栈是向低址扩展的数据结构,是一块连续的内存的区域。是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,栈的大小是2M(也有的说是1M,总之是一个编译时就确定的常数),如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提示overflow,因此,能从栈获取的空间较小。

  1. 堆:

堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。这是由于系统使用链表来存储的空闲内存地址的,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,堆获得的空间比较灵活,也比较大。

低地址 ------------------> 高地址

代码区 - 常量区 - 全局区 - 堆区 - 栈区

栈:由系统自动分配,速度较快,不会产生内存碎片。

堆:是由alloc分配的内存,速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过使用起来最方便。

打个比喻来说:

使用栈就像去饭馆里吃饭,只管点菜(发出申请)、付钱、和吃(使用),吃完了就走,不用理会切菜,洗菜等准备工作和洗完、刷锅等扫尾工作。他的好处是快捷,但是自由度比较小。

使用堆就像是自己动手做喜欢吃的菜肴,比较麻烦,但是比较符合自己的口味,而且自由度大。

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