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。

二、样例程序

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。

}

二、堆和栈的理论知识

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。

堆:首先应该知道操作系统有一个记录空暇内存地址的链表。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,然后将该结点从空暇结点链表中删除,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语句才干正确的释放本内存空间。另外。因为找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会自己主动的将多余的那部分又一次放入空暇链表中。

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

2.5堆和栈中的存储内容

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。

2.6存取效率的比較

[cpp] view plaincopy

  1. char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";  // in stack
  2. 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:

[cpp] view plaincopy

  1. #include
  2. void main()
  3. {
  4. char a = 1;
  5. char c[] = "1234567890";
  6. char *p ="1234567890";
  7. a = c[1];
  8. a = p[1];
  9. return;
  10. }

相应的汇编代码

[cpp] view plaincopy

  1. 10: a = c[1];
  2. 00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]
  3. 0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl
  4. 11: a = p[1];
  5. 0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]
  6. 00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]
  7. 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。

对于malloc和free的操作有下面规则:

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。

版权声明:本文博主原创文章,博客,未经同意不得转载。

时间: 2024-10-09 14:45:37

堆内存和栈内存(待处理……)的相关文章

java堆内存和栈内存的处理

前段时间学习二叉树在处理删除操作的时候遇到一个头疼的问题:删除节点的时候明明已经置null了可树上该节点依旧存在,还必须执行node.father.left = null;才可以删除node节点,寻找了一下原因发现还是因为对java内存管理理解不够深入. 代码如下: @Test public void testNode() { Node node1 = new Node("node1"); Node node2 = new Node("node2"); node2.

JAVA内存管理之堆内存和栈内存

我们常常做的是将Java内存区域简单的划分为两种:堆内存和栈内存.这种划分比较粗粒度,这种划分是着眼于我们最关注的.与对象内存分配密切相关的两类内存域.其中栈内存指的是虚拟机栈,堆内存指的是java堆. 1.栈内存,即虚拟机栈.每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧,用来存储局部变量,操作栈,动态链接,方法出口等信息.局部变量包括各种基本类型的变量和对象的引用变量都是在方法的栈内存中分配.其中,64位长度的long和double类型的数据占用2个局部变量的空间,其他数据类型只占用1个.局部变量

JAVA堆内存和栈内存初步了解

一.堆内存和栈内存 程序运行时内存分配有三种:静态存储分配,栈式存储分配,堆式存储分配 1.静态存储分配: 在程序编译时就可以确定数据目标在运行时所需要的内存,因此在编译时就为其分配固定大小的内存. 这种分配策略不允许代码中有可变数据结构,比如可变数组,嵌套循环结构或者递归,否则无法计算所需要的内存空间. 2.栈式存储分配: 在程序编译时无法计算所需要内存,只有在程序运行时才可以确定数据目标所需要的内存. 要求程序运行到一个模块的入口处,就可以计算该模块数据区所需要的内存空间. 栈内存是由编译器

Java中堆内存和栈内存详解2

Java中堆内存和栈内存详解 Java把内存分成两种,一种叫做栈内存,一种叫做堆内存 在函数中定义的一些基本类型的变量和对象的引用变量都是在函数的栈内存中分配.当在一段代码块中定义一个变量时,java就在栈中为这个变量分配内存空间,当超过变量的作用域后,java会自动释放掉为该变量分配的内存空间,该内存空间可以立刻被另作他用. 堆内存用于存放由new创建的对象和数组.在堆中分配的内存,由java虚拟机自动垃圾回收器来管理.在堆中产生了一个数组或者对象后,还可以在栈中定义一个特殊的变量,这个变量的

Android For JNI(四)——C的数组,指针长度,堆内存和栈内存,malloc,学生管理系统

Android For JNI(四)--C的数组,指针长度,堆内存和栈内存,malloc,学生管理系统 好几天每写JNI了,现在任务也越来越重了,工作的强度有点高,还有好几个系列的博客要等着更新,几本书还嗷嗷待哺的等着我去看,github上的两个散漫的开源,基础入门的视频也在录制,还要学习新的知识, 都是一种挑战,不知道为何,最近懒散了,看来还得再加把劲,今天我们继续延伸一下C的一些小知识 一.数组 C的数组和JAVA也是类似的,我们写一段小程序 #include <stdio.h> #inc

浅析JAVA中堆内存与栈内存的区别

Java把内存划分成两种:一种是栈内存,一种是堆内存. 一.栈内存 存放基本类型的变量,对象的引用和方法调用,遵循先入后出的原则.     栈内存在函数中定义的"一些基本类型的变量和对象的引用变量"都在函数的栈内存中分配.当在一段代码块定义一个变量时,Java就在栈中为这个变量分配内存空间,当超过变量的作用域后,Java会自动释放掉为该变量所分配的内存空间,该内存空间可以立即被另作他用. Java中的代码是在函数体中执行的,每个函数主体都会被放在栈内存中,比如main函数.假如main

Java堆空间Vs栈内存

之前我写了几篇有关Java垃圾收集的文章之后,我收到了很多电子邮件,请求解释Java堆空间,Java栈内存,Java中的内存分配以及它们之间的区别. 您可能在Java,Java EE书籍和教程中看到很多有关堆和变量内存的参考,但是几乎没有就程序而言完全解释堆和栈的内存分配的. Java堆空间 Java运行时使用Java堆空间为对象和JRE类分配内存.每当我们创建任何对象时,它总是在堆空间中创建. 垃圾回收在堆内存上运行以释放没有任何引用的对象使用的内存.在堆空间中创建的任何对象都具有访问权限,并

堆内存、栈内存分析图

堆内存保存的是真正的数据,简单说是对象的属性信息 栈内存保存的是对内存的地址,简单理解对象名称

java堆内存,栈内存

栈内存 栈内存中储存基本类型的变量(int a =3:)和引用类型的变量(Car  car).当在一段代码块中定义一个变量时,java就在栈中为这个变量分配内存空间,当超过变量的作用域后,java会自动释放掉为该变量分配的内存空间,该内存空间可以立刻被另作他用. 堆内存 堆内存中存放由new创建的对象和数组,如new Auto;new int [];引用变量是普通变量,定义时在栈中分配内存,引用变量在程序运行到作用域外释放.而数组&对象本身在堆中分配,即使程序运行到使用new产生数组和对象的语句

java中的堆内存和栈内存

Java把内存分成两种: 一种叫做栈内存 一种叫做堆内存 栈内存 : 在函数中定义的一些基本类型的变量和对象的引用变量都是在函数的栈内存中分配.当在一段代码块中定义一个变量时,java就在栈中为这个变量分配内存空间,当超过变量的作用域后,java会自动释放掉为该变量分配的内存空间,该内存空间可以立刻被另作他用. 堆内存 : 堆内存用于存放由new创建的对象和数组.在堆中分配的内存,由java虚拟机自动垃圾回收器来管理.在数组和对象在没有引用变量指向它的时候,才变成垃圾,不能再被使用,但是仍然占着