C和C++内存模型
以下内容,大部分整理自网络
C分为四个区:堆,栈,静态全局变量区,常量区
C++内存分为5个区域(堆栈全常代 ):
堆 heap :
由new分配的内存块,其释放编译器不去管,由我们程序自己控制(一个new对应一个delete)。如果程序员没有释放掉,在程序结束时OS会自动回收。涉及的问题:“缓冲区溢出”、“内存泄露”栈 stack :
是那些编译器在需要时分配,在不需要时自动清除的存储区。存放局部变量、函数参数。
存放在栈中的数据只在当前函数及下一层函数中有效,一旦函数返回了,这些数据也就自动释放了。全局/静态存储区 (.bss段和.data段) :
全局和静态变量被分配到同一块内存中。在C语言中,未初始化的放在.bss段中,初始化的放在.data段中;在C++里则不区分了。常量存储区 (.rodata段) :
存放常量,不允许修改(通过非正当手段也可以修改)代码区 (.text段) :
存放代码(如函数),不允许修改(类似常量存储区),但可以执行(不同于常量存储区)
根据c/c++对象生命周期不同,c/c++的内存模型有三种不同的内存区域,即
- 自由存储区,动态区、静态区。
- 自由存储区:局部非静态变量的存储区域,即平常所说的栈
- 动态区: 用operator new ,malloc分配的内存,即平常所说的堆
- 静态区:全局变量 静态变量 字符串常量存在位置
而代码虽然占内存,但不属于c/c++内存模型的一部分
在linux系统中,程序在内存中的分布如下所示:
低地址
.text---> .data --->.bss
--->heap(堆) --> unused <-- stack(栈)
-->env
高地址
其中 :
.text 部分是编译后程序的主体,也就是程序的机器指令。
.data 和 .bss 保存了程序的全局变量,.data保存有初始化的全局变量,.bss保存只有声明没有初始化的全局变量。
heap(堆)中保存程序中动态分配的内存,比如C的malloc申请的内存,或者C++中new申请的内存。堆向高地址方向增长。
stack(栈)用来进行函数调用,保存函数参数,临时变量,返回地址等。
BSS 是“Block Started by Symbol”的缩写,意为“以符号开始的块”。BSS是Unix链接器产生的未初始化数据段。其他的段分别是包含程序代码的 “text”段和包含已初始化数据的“data”段。BSS段的变量只有名称和大小却没有值。此名后来被许多文件格式使用,包括PE。“以符号开始的块” 指的是编译器处理未初始化数据的地方。BSS节不包含任何数据,只是简单的维护开始和结束的地址,以便内存区能在运行时被有效地清零。BSS节在应用程序 的二进制映象文件中并不存在。
在采用段式内存管理的架构中(比如intel的80x86系统),bss段(Block Started by Symbol segment)通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域,一般在初始化时bss 段部分将会清零。bss段属于静态内存分配,即程序一开始就将其清零了。
比如,在C语言之类的程序编译完成之后,已初始化的全局变量保存在.data 段中,未初始化的全局变量保存在.bss 段中。
text和data段都在可执行文件中(在嵌入式系统里一般是固化在镜像文件中),由系 统从可执行文件中加载;而bss段不在可执行文件中,由系统初始化。
各个段的关系
一个正在运行着的C编译程序占用的内存分为代码区、初始化数据区、未初始化数据区、堆区 和栈区5个部分。
(1)代码区(text segment)。代码区指令根据程序设计流程依次执行,对于顺序指令,则只会执行一次(每个进程),如果反复,则需要使用跳转指令,如果进行递归,则需 要借助栈来实现。
代码区的指令中包括操作码和要操作的对象(或对象地址引用)。如果是立即数(即具体的数值,如5),将直接包含在代码中;如果是局部数据,将在栈区 分配空间,然后引用该数据地址;如果是BSS区和数据区,在代码中同样将引用该数据地址。
(2)全局初始化数据区/静态数据区(Data Segment)。只初始化一次。
(3)未初始化数据区(BSS)。在运行时改变其值。
(4)栈区(stack)。由编译器自动分配释放,存放函数的参数值、局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。每当一个函数被调用,该函 数返回地址和一些关于调用的信息,比如某些寄存器的内容,被存储到栈区。然后这个被调用的函数再为它的自动变量和临时变量在栈区上分配空间,这就是C实现 函数递归调用的方法。每执行一次递归函数调用,一个新的栈框架就会被使用,这样这个新实例栈里的变量就不会和该函数的另一个实例栈里面的变量混淆。
(5)堆区(heap)。用于动态内存分配。堆在内存中位于bss区和栈区之间。一般由程序员分配和释放,若程序员不释放,程序结束时有可能由OS 回收。
之所以分成这么多个区域,主要基于以下考虑:
一个进程在运行过程中,代码是根据流程依次执行的,只需要访问一次,当然跳转和递归有可能使代码执行多次,而数据一般都需要访问多次,因此单独开辟 空间以方便访问和节约空间。
临时数据及需要再次使用的代码在运行时放入栈区中,生命周期短。
全局数据和静态数据有可能在整个程序执行过程中都需要访问,因此单独存储管理。
堆区由用户自由分配,以便管理。
下面通过一段简单的代码来查看C程序执行时的内存分配情况。相关数据在运行时的位置如注释所述。
//main.cpp
int a = 0; //a在全局已初始化数据区
char *p1; //p1在BSS区(未初始化全局变量)
main()
{
int b; //b在栈区
char s[] = "abc"; //s为数组变量,存储在栈区,
//"abc"为字符串常量,存储在已初始化数据区
char *p1,*p2; //p1、p2在栈区
char *p3 = "123456"; //123456\0在已初始化数据区,p3在栈区
static int c =0; //C为全局(静态)数据,存在于已初始化数据区
//另外,静态数据会自动初始化
p1 = (char *)malloc(10);//分配得来的10个字节的区域在堆区
p2 = (char *)malloc(20);//分配得来的20个字节的区域在堆区
free(p1);
free(p2);
}
来源: http://www.cnblogs.com/zhangsf/p/3835033.html
C和C++内存模型的更多相关文章
- Java内存模型深度解析:总结--转
原文地址:http://www.codeceo.com/article/java-memory-7.html 处理器内存模型 顺序一致性内存模型是一个理论参考模型,JMM和处理器内存模型在设计时通常会 ...
- JVM学习(3)——总结Java内存模型
俗话说,自己写的代码,6个月后也是别人的代码……复习!复习!复习!涉及到的知识点总结如下: 为什么学习Java的内存模式 缓存一致性问题 什么是内存模型 JMM(Java Memory Model)简 ...
- 浅析java内存模型--JMM(Java Memory Model)
在并发编程中,多个线程之间采取什么机制进行通信(信息交换),什么机制进行数据的同步? 在Java语言中,采用的是共享内存模型来实现多线程之间的信息交换和数据同步的. 线程之间通过共享程序公共的状态,通 ...
- JMM(java内存模型)
What is a memory model, anyway? In multiprocessorsystems, processors generally have one or more laye ...
- 《深入理解Java内存模型》读书总结
概要 文章是<深入理解Java内容模型>读书笔记,该书总共包括了3部分的知识. 第1部分,基本概念 包括"并发.同步.主内存.本地内存.重排序.内存屏障.happens befo ...
- java内存模型(待完善)
JMM 1.内存模型的抽象. 本地内存是JMM的一个抽象概念,并不是真实存在,它涵盖了缓存,写缓冲区,寄存器以及其他的硬件和编译器优化. 2.内存可见性问题? ? 3.重排序 编译器优化重排序 ...
- Java内存模型及性能优化
最近在做一个项目的性能优化,遇到好多以前没有关注过的性能问题,一头雾水,今天做个笔记,简单记录下JVM相关的参数设置. 一.JVM内存模型 首先介绍下Java程序具体执行的过程: Java源代码文件( ...
- C++11 并发指南七(C++11 内存模型一:介绍)
第六章主要介绍了 C++11 中的原子类型及其相关的API,原子类型的大多数 API 都需要程序员提供一个 std::memory_order(可译为内存序,访存顺序) 的枚举类型值作为参数,比如:a ...
- Java内存模型深度解析:final--转
原文地址:http://www.codeceo.com/article/java-memory-6.html 与前面介绍的锁和Volatile相比较,对final域的读和写更像是普通的变量访问.对于f ...
- Java内存模型深度解析:volatile--转
原文地址:http://www.codeceo.com/article/java-memory-4.html Volatile的特性 当我们声明共享变量为volatile后,对这个变量的读/写将会很特 ...
随机推荐
- laravel响应的发送和程序终止
响应的发送是通过index.php中的$response->send();实现的 vendor\symfony\http-foundation\Response.php public funct ...
- OCP知识点讲解 之 检查点队列与增量检查点
原创 http://blog.chinaunix.net/uid-26762723-id-3271558.html 检查点的主要目的是以对数据库的日常操作影响最小的方式刷新脏块.脏块不断的产生,如何将 ...
- PostgreSQL导出一张表到MySQL
1. 查看PostgreSQL表结构,数据量,是否有特殊字段值 region_il=# select count(*) from result_basic; count --------- ( row ...
- Linux下Tomcat项目启动报错
Linux下Tomcat项目启动报错 org.springframework.beans.factory.CannotLoadBeanClassException: Error loading cla ...
- [LeetCode] 23. Merge k Sorted Lists ☆☆☆☆☆
转载:https://leetcode.windliang.cc/leetCode-23-Merge-k-Sorted-Lists.html 描述 Merge k sorted linked list ...
- Python学习之路【第三篇】--集合
语法结构: set1.issubset(set2)判断集合set1是否为set2的子集,返回布尔值. ? 1 2 3 4 5 6 s1 = {'Java', 'PHP', 'Python', 'C++ ...
- LY.JAVA面向对象编程.修饰符
2018-07-18 09:20:25 /* 修饰符: 权限修饰符:private,默认的,protected,public 状态修饰符:static,final 抽象修饰符:abstract 类: ...
- learning at commad AT+CPSI
[Purpose] Learning how to get mobile network info [Eevironment] Shell terminal, base on gcom command ...
- Spring Boot + Spring Cloud 实现权限管理系统 (集成 Shiro 框架)
Apache Shiro 优势特点 它是一个功能强大.灵活的,优秀开源的安全框架. 它可以处理身份验证.授权.企业会话管理和加密. 它易于使用和理解,相比Spring Security入门门槛低. 主 ...
- PHP多进程处理并行处理任务实例
本文目的 本文通过例子讲解linux环境下,使用php进行并发任务处理,以及如何通过pipe用于进程间的数据同步.写得比较简单,作为备忘录. PHP多进程 通过pcntl_XXX系列函数使用多进程功能 ...