C++: 内存分布、全局静态初始化区域、堆栈区的区别等教程

C++程序内存分布

了解、理解C++内存分布机制，有利于后续很多概念的理解，内存泄漏、程序大小、静态成员等。

C++开发的基础知识。

先来张图：

分为以下几部分：

1. 栈区（stack）：

由编译器自动分配并释放，一般用于：函数参数传递、函数内部局部变量。操作方式类似于数据结构中的栈，先进后出。

2. 堆区（heap）：

由程序员手动分配，并由程序员手动释放。未释放时会在程序退出时由操作系统释放。

跟数据结构中的堆（先进先出）不同，内部实现有些像链表。

3. 静态区/全局区：

全局变量和静态变量是放在一起的。

初始化的全局变量和静态变量放在一个区：data segment

未初始化 的放在相邻的另一个区: bss(block started by symbol)。 该区在编译好的目标文件中不被分配内存，只是记录所需要的大小。

为什么要将初始化和未初始化的变量分别存放在两个区：

a. 内存是否被分配的区别

b. 未初始化的放在bss区，在程序启动时可以统一调用memset。

4. 常量区：

存放常量字符串，程序退出后由OS释放。

5. 程序代码区：

存放代码的二进制

堆区和栈区的区别：

1. 管理方式不同，堆区手动管理，会照成内存泄漏；栈区编译器管理，自动分配和释放。

2. 空间大小不同：

堆区跟操作系统32/64位有关、跟运行内存大小有关。

栈区大小要小的多，几M，可通过编译器选项进行修改。

3. 是否会产生碎片。

堆区由于频繁的new/delete，会照成碎片。

而栈区遵守先进后出的原则，不会在栈中弹出，内存分布是连续的。

4. 生长方向：

对于堆来讲，生长方向是向上的。

对于栈来讲，生长方向是向下的。

5. 分配效率：

堆：效率低，由C/C++语言层面提供，先通过一定算法寻找可用的连续空间，失败后再进行一些处理。

栈：效率高，计算机在底层会对其进行支持，有固定的指令，由寄存器来完成。