C++培訓(xùn)之內(nèi)存分區(qū)

內(nèi)存分區(qū)
C代碼經(jīng)過預(yù)處理、編譯、匯編、鏈接4步后生成一個可執(zhí)行程序。
 
在 Linux 下，程序是一個普通的可執(zhí)行文件，以下列出一個二進制可執(zhí)行文件的基本情況：
 
 
通過上圖可以得知，在沒有運行程序前，也就是說程序沒有加載到內(nèi)存前，可執(zhí)行程序內(nèi)部已經(jīng)分好3段信息，分別為代碼區(qū)（text）、數(shù)據(jù)區(qū)（data）和未初始化數(shù)據(jù)區(qū)（bss）3 個部分（有些人直接把data和bss合起來叫做靜態(tài)區(qū)或全局區(qū)）。
 

• 代碼區(qū)

存放 CPU 執(zhí)行的機器指令。通常代碼區(qū)是可共享的（即另外的執(zhí)行程序可以調(diào)用它），使其可共享的目的是對于頻繁被執(zhí)行的程序，只需要在內(nèi)存中有一份代碼即可。代碼區(qū)通常是只讀的，使其只讀的原因是防止程序意外地修改了它的指令。另外，代碼區(qū)還規(guī)劃了局部變量的相關(guān)信息。
 

• 全局初始化數(shù)據(jù)區(qū)/靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)（data段）

該區(qū)包含了在程序中明確被初始化的全局變量、已經(jīng)初始化的靜態(tài)變量（包括全局靜態(tài)變量和局部靜態(tài)變量）和常量數(shù)據(jù)（如字符串常量）。
 
 

• 未初始化數(shù)據(jù)區(qū)（又叫 bss 區(qū)）

存入的是全局未初始化變量和未初始化靜態(tài)變量。未初始化數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)在程序開始執(zhí)行之前被內(nèi)核初始化為 0 或者空（NULL）。
 
程序在加載到內(nèi)存前，代碼區(qū)和全局區(qū)(data和bss)的大小就是固定的，程序運行期間不能改變。然后，運行可執(zhí)行程序，系統(tǒng)把程序加載到內(nèi)存，除了根據(jù)可執(zhí)行程序的信息分出代碼區(qū)（text）、數(shù)據(jù)區(qū)（data）和未初始化數(shù)據(jù)區(qū)（bss）之外，還額外增加了棧區(qū)、堆區(qū)。
 
 
 

• 代碼區(qū)（text segment）

加載的是可執(zhí)行文件代碼段，所有的可執(zhí)行代碼都加載到代碼區(qū)，這塊內(nèi)存是不可以在運行期間修改的。
 

• 未初始化數(shù)據(jù)區(qū)（BSS）

加載的是可執(zhí)行文件BSS段，位置可以分開亦可以緊靠數(shù)據(jù)段，存儲于數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)（全局未初始化，靜態(tài)未初始化數(shù)據(jù)）的生存周期為整個程序運行過程。
 

• 全局初始化數(shù)據(jù)區(qū)/靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)（data segment）

加載的是可執(zhí)行文件數(shù)據(jù)段，存儲于數(shù)據(jù)段（全局初始化，靜態(tài)初始化數(shù)據(jù)，文字常量(只讀)）的數(shù)據(jù)的生存周期為整個程序運行過程。
 

• 棧區(qū)（stack）

棧是一種先進后出的內(nèi)存結(jié)構(gòu)，由編譯器自動分配釋放，存放函數(shù)的參數(shù)值、返回值、局部變量等。在程序運行過程中實時加載和釋放，因此，局部變量的生存周期為申請到釋放該段?？臻g。
 

• 堆區(qū)（heap）

堆是一個大容器，它的容量要遠遠大于棧，但沒有棧那樣先進后出的順序。用于動態(tài)內(nèi)存分配。堆在內(nèi)存中位于BSS區(qū)和棧區(qū)之間。一般由程序員分配和釋放，若程序員不釋放，程序結(jié)束時由操作系統(tǒng)回收。
 
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作者：傳智播客C/C++培訓(xùn)學院
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