內存中的堆與棧

基本概念
棧區(Stack):由編譯器自動分配釋放 ,存放函數的參數值,局部變量等,內存的分配是連續的,類似于數據結構中的棧。即,所分配的內存是在一塊連續的內存區域內.當我們聲明變量時,那么編譯器會自動接著當前棧區的結尾來分配內存
堆區(Heap):一般由程序員分配釋放, 若程序員不釋放,程序結束時可能由操作系統回收.類似于鏈表,在內存中的分布不是連續的,它們是不同區域的內存塊通過指針鏈接起來的.一旦某一節點從鏈中斷開,我們要人為的把所斷開的節點從內存中釋放
全局/靜態區(Static):全局變量和靜態變量的存儲是放在一塊的,初始化的全局變量和靜態變量在一塊區域, 未初始化的全局變量和未初始化的靜態變量在相鄰的另一塊區域。 程序結束后由系統釋放
文字常量區:常量字符串就是放在這里的。 程序結束后由系統釋放
程序代碼區:存放函數體的二進制代碼------------------------------------
靜態分配:程序編譯鏈接時分配的大小和使用壽命就已經確定
動態分配:在程序執行的過程中動態地分配或者回收存儲空間的分配內存的方法。動態內存分配不像數組等靜態內存分配方法那樣需要預先分配存儲空間,而是由系統根據程序的需要即時分配,且分配的大小就是程序要求的大小。
內存泄露:通常是程序自身編碼缺陷造成。用動態存儲分配函數動態開辟的空間,在使用完畢后未釋放,結果導致一直占據該內存單元。直到程序結束。
內存碎片:是一個系統問題。描述系統中不可以用的空閑內存。由于空閑內存以小且不連續方式出現在不同的位置,導致空閑內存無法使用,這個與內存管理算法息息相關。
內部碎片:已經被分配出去(能明確指出屬于哪個進程)卻不能被利用的內存空間;
內部碎片產生原因:因為所有的內存分配必須起始于可被 4、8 或 16 整除(視處理器體系結構而定)的地址或者因為MMU的分頁機制的限制,決定內存分配算法僅能把預定大小的內存塊分配給客戶。假設當某個客戶請求一個 43 字節的內存塊時,因為沒有適合大小的內存,所以它可能會獲得 44字節、48字節等稍大一點的字節,因此由所需大小四舍五入而產生的多余空間就叫內部碎片。
外部碎片:指的是還沒有被分配出去(不屬于任何進程),但由于太小了無法分配給申請內存空間的新進程的內存空閑區域。
外部碎片產生原因:頻繁的分配與回收物理頁面會導致大量的、連續且小的頁面塊夾雜在已分配的頁面中間,就會產生外部碎片。如果一個進程申請了一個8個單位的內存空間,隨后便釋放了。后續進程申請的內存空間都大于8(比如是16,32等)。那么這8個單位的空間永遠得不到使用,變成外部碎片。
理解到底放哪里

int a = 0; //全局初始化區
char *p1; //全局未初始化區
main()
    { 
        int b; //棧
        char s[] = "abc"; //棧
        char *p2; //棧 
        char *p3 = "123456"; //123456\0在常量區,p3在棧上。 
        static int c =0; //全局(靜態)初始化區
        p1 = (char *)malloc(10); //堆 
        p2 = (char *)malloc(20); //堆
    }

堆內存與棧內存的區別
申請和回收方式不同:棧上的空間是自動分配自動回收的,所以棧上的數據的生存周期只是在函數的運行過程中,運行后就釋放掉,不可以再訪問。而堆上的數據只要程序員不釋放空間,就一直可以訪問到,不過缺點是一旦忘記釋放會造成內存泄露。
碎片問題:對于棧,不會產生不連續的內存塊;但是對于堆來說,不斷的new、delete勢必會產生上面所述的內部碎片和外部碎片。
申請大小的限制:棧是向低地址擴展的數據結構,是一塊連續的內存的區域。棧頂的地址和棧的最大容量是系統預先規定好的,如果申請的空間超過棧的剩余空間,就會產生棧溢出;對于堆,是向高地址擴展的數據結構,是不連續的內存區域。堆的大小受限于計算機系統中有效的虛擬內存。由此可見,堆獲得的空間比較靈活,也比較大。
申請效率的比較:棧由系統自動分配,速度較快。但程序員是無法控制的;堆:是由new分配的內存,一般速度比較慢,而且容易產生內存碎片,不過用起來最方便。
當然還有存儲內容的不一樣

【文章來源簡書:Martin_wjl

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