内存的分配方式

Posted 2020-09-27 互联网技术老兵

一、内存的分配方式

程序占用的内存分为五个区域：

1.静态区/全局区（static）
存放静态变量、全局变量，内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间始终不变。
2.栈区（stack）
存放函数的参数值、局部变量的值等，由编译器自动分配释放。管理简单，空间使用效率高，但是生命周期很短暂，分配的内存容量有限。用来存储函数的参数和非静态局部变量。
3.堆区（heap）
也叫动态内存分配。程序在运行的时候new申请任意大小的内存，一般由程序员分配释放，如果程序员没有释放掉，程序会一直占用内存，导致内存泄漏，在程序结束后，系统会自动回收。适用范围广，容易出现碎片。由new和delete运算符产生释放的存储空间都是堆空间。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。
4.文字常量区（constant）
存放常量，不允许修改，程序结束后由系统释放。
5.代码区（code）
存放函数体的二进制代码。

二、之间的区别

1.堆区、栈区和静态区：
(1)栈的生命周期很短暂；
(2)堆区和静态区的生命周期相当于与程序的生命同时存在（如果您不在程序运行中间将堆内存delete的话）；
(3)堆区的内存空间使用更加灵活，因为它允许你在不需要它的时候，随时将它释放掉，而静态区将一直存在于程序的整个生命周期中。
2.堆和栈：
(1)申请方式
栈：由系统自动分配，后进先出。特点是高效快速，缺点是有限制，数据不灵活。
堆：需要程序员自己申请，并指明大小。
(2)申请后系统的响应
栈：只要栈的剩余空间大于所申请的空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。
堆：首先应该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节点，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，另外，对于大多数系统，会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小，这样代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间，另外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。
(3)申请大小的限制
栈：栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域，栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的。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。这是由于系统是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。
(4)申请效率
栈：由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。
堆：是由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片，不过用起来最方便。
(5)存储内容
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，然后是函数的各个参数，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈的，然后是函数中的局部变量。
当本次函数调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的地址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。注意静态变量是不入栈的。
堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。

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