内存分区及其堆栈区别

堆区,栈区,文字常量区,全局区,代码区

栈区(stack)由编译器自动分配释放 ,存放方法(函数)的参数值, 局部变量的值等,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存的区域。即栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的。

堆区(heap)一般由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序结束时由OS回收,向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域,从而堆获得的空间比较灵活。

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另一块区域。程序结束后有系统释放。

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。

程序代码区—存放函数体的二进制代码

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静态存储区: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都存在。它主要存放静态数据、全局数据和常量。

栈区:在执行函数时,函数(包括main函数)内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,效率很高,但是分配的内存容量有限。(任何变量都处于站区,例如int a[] = {1, 2},变量a处于栈区。数组的内容也存在于栈区。)

堆区:亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或new申请任意大小的内存,程序员自己负责在适当的时候用free或delete释放内存。动态内存的生存期可以由我们决定,如果我们不释放内存,程序将在最后才释放掉动态内存。 但是,良好的编程习惯是:如果某动态内存不再使用,需要将其释放掉,并立即将指针置位NULL,防止产生野指针。

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堆栈区别:

1.管理方式不同

2.空间大小不同

3.能否产生碎片

4.生长方向不同

5.分配方式不同

6.分配效率不同

详细解释:

1.管理方式:对于栈来讲,是由编译器自动管理,无需我们手工控制;对于堆来说,释放工作由程序员控制,容易产生memory leak

2.空间大小:一般来讲在32位系统下,堆内存可以达到4G的空间,从这个角度来看堆内存几乎是没有什么限制的。但是对于栈来讲,一般都是有一定的空间大小的,例如,在VC6下面,默认的栈空间大小是1M(好像是,记不清楚了)。当然,我们可以修改: 打开工程,依次操作菜单如下:Project->Setting->Link,在Category 中选中Output,然后在Reserve中设定堆栈的最大值和commit。 注意:reserve最小值为4Byte;commit是保留在虚拟内存的页文件里面,它设置的较大会使栈开辟较大的值,可能增加内存的开销和启动时间。 

3.碎片问题:对于堆来讲,频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续,从而造成大量的碎片,使程序效率降低。对于栈来讲,则不会存在这个问题,因为栈是先进后出的队列,他们是如此的一一对应,以至于永远都不可能有一个内存块从栈中间弹出.

4.生长方向:对于堆来讲,生长方向是向上的,也就是向着内存地址增加的方向;对于栈来讲,它的生长方向是向下的,是向着内存地址减小的方向增长。 

5.分配方式:堆都是动态分配的,没有静态分配的堆。栈有2种分配方式:静态分配和动态分配。静态分配是编译器完成的,比如局部变量的分配。动态分配由alloca函数进行分配,但是栈的动态分配和堆是不同的,他的动态分配是由编译器进行释放,无需我们手工实现。

7.分配效率:栈是机器系统提供的数据结构,计算机会在底层对栈提供支持:分配专门的寄存器存放栈的地址,压栈出栈都有专门的指令执行,这就决定了栈的效率比较高。堆则是C/C++函数库提供的,它的机制是很复杂的。例如为了分配一块内存,库函数会按照一定的算法(具体的算法可以参考数据结构/操作系统)在堆内存中搜索可用的足够大小的空间,如果没有足够大小的空间(可能是由于内存碎片太多),就有可能调用系统功能去增加程序数据段的内存空间,这样就有机会分到足够大小的内存,然后进行返回。显然,堆的效率比栈要低得多。

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