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程序运行时在内存中的分布

2011-07-07 08:38 281 查看
在操作系统中,一个进程就是处于执行期的程序(当然包括系统资源),实际上正在执行的程序代码的活标本。那么进程的逻辑地址空间是如何划分的呢?图1做了简单的说明(Linux系统下的)。



左边的是UNIX/LINUX系统的执行文件,右边是对应进程逻辑地址空间的划分情况。

首先是堆栈区(stack),堆栈是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。栈的申请是由系统自动分配,如在函数内部申请一个局部变量 int h,同时判别所申请空间是否小于栈的剩余空间,如若小于的话,在堆栈中为其开辟空间,为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。
其次是堆(heap),堆一般由程序员分配释放, 若程序员不释放,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。堆的申请是由程序员自己来操作的,在C中使用malloc函数,而C++中使用new运算符,但是堆的申请过程比较复杂:当系统收到程序的申请时,会遍历记录空闲内存地址的链表,以求寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序,此处应该注意的是有些情况下,新申请的内存块的首地址记录本次分配的内存块大小,这样在delete尤其是delete[]时就能正确的释放内存空间。
接着是全局数据区(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。 另外文字常量区,常量字符串就是放在这里,程序结束后有系统释放。
最后是程序代码区,放着函数体的二进制代码。

举例说明一下:
int a = 0;                   //全局初始化区

char *p1;                //全局未初始化区

int main()

{

int b;                // 栈

char s[] = "abc";       //栈

char *p2;             //栈

char *p3 = "123456";    //123456\0在常量区,而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。
return 0;
}


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