php堆内存和栈内存区别,内存划分,堆栈区分
⼀直对内存区域的划分,程序变量的内存分配问题模糊不清。进⾏多⽅参考总结如下。
⼀、⼀个经过编译的C/C++的程序占⽤的内存分成以下⼏个部分:
1、栈区(stack):由编译器⾃动分配和释放 ,存放函数的参数值、局部变量的值等,甚⾄函数的调⽤过程都是⽤栈来完成。其操作⽅式类似于数据结构中的栈。
2、堆区(heap) :⼀般由程序员⼿动申请以及释放, 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,分配⽅式类似于链表。
3、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。程序结束后由系统释放空间。
4、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空间。
5、程序代码区:存放函数体的⼆进制代码。
下⾯的例⼦可以完全展⽰不同的变量所占的内存区域:
//main.cpp
int a = 0; 全局初始化区
char *p1; 全局未初始化区
main()
{
int b; //栈中
char s[] = “abc”; //栈中
char *p2; //栈中
char *p3 = “123456″; //123456\0在常量区,p3在栈上
static int c =0; //全局(静态)初始化区
//以下分配得到的10和20字节的区域就在堆区
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
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。
}
⼆、栈(stack)和堆(heap)具体的区别。
1、在申请⽅式上
栈(stack): 现在很多⼈都称之为堆栈,这个时候实际上还是指的栈。它由编译器⾃动管理,⽆需我们⼿⼯控制。 例如,声明函数中的⼀个局部变量 int b 系统⾃动在栈中为b开辟空间;在调⽤⼀个函数时,系统⾃动的给函数的形参变量在栈中开辟空间。
堆(heap): 申请和释放由程序员控制,并指明⼤⼩。容易产⽣memory leak。
在C中使⽤malloc函数。
如:p1 = (char *)malloc(10);
在C++中⽤new运算符。
如:p2 = (char *)malloc(10);
但是注意p1本⾝在全局区,⽽p2本⾝是在栈中的,只是它们指向的空间是在堆中。
2、申请后系统的响应上
栈(stack):只要栈的剩余空间⼤于所申请空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提⽰栈溢出。
堆(heap): ⾸先应该知道操作系统有⼀个记录空闲内存地址的链表,当系统收到程序的申请时, 会遍历该链表,寻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。另外,对于⼤多数系统,会在这块内存空间中的⾸地址处记录本次分配的⼤⼩,这样,代码中的delete或free语句才能正确的释放本内存空间。另外,由于到的堆结点的⼤⼩不⼀定正好等于申请的⼤⼩,系统会⾃动的将多余的那部分重新放⼊空闲链表中。
3、申请⼤⼩的限制
栈(stack):在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是⼀块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最⼤容量是系统预先规定好的,在WINDOWS下,栈的⼤⼩是2M(也有的说是1M,总之是⼀个编译时就确定的常数),如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提⽰overflow。因此,能从栈获得的空间较⼩。 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。
堆(heap): 堆是向⾼地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域(空闲部分⽤链表串联起来)。正是由于系统是⽤链表来存储空闲内存,⾃然是不连续的,⽽链表的遍历⽅向是由低地址向⾼地址。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。由此可见,堆获得的空间⽐较灵活,也⽐较⼤。
4、分配空间的效率上
栈(stack):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。但程序员⽆法对其进⾏控制。
堆(heap):是C/C++函数库提供的,由new或malloc分配的内存,⼀般速度⽐较慢,⽽且容易产⽣内存碎⽚。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。这样可能引发⽤户态和核⼼态的切换,内存的申请,代价变得更加昂贵。显然,堆的效率⽐栈要低得多。
5、堆和栈中的存储内容
栈(stack):在函数调⽤时,第⼀个进栈的是主函数中⼦函数调⽤后的下⼀条指令(⼦函数调⽤语句的下⼀条可执⾏语句)的地址,然后是⼦函数的各个形参。在⼤多数的C编译器中,参数是由右往左⼊栈的,然后是⼦函数中的局部变量。注意:静态变量是不⼊栈的。 当本次函数调⽤结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针指向最开始存的地址,也就是主函数中⼦函数调⽤完成的下⼀条指令,程序由该点继续运⾏。
堆(heap):⼀般是在堆的头部⽤⼀个字节存放堆的⼤⼩,堆中的具体内容有程序员安排。
6、存取效率的⽐较
这个应该是显⽽易见的。拿栈上的数组和堆上的数组来说:
void main()
{
int arr[5]={1,2,3,4,5};
int *arr1;
arr1=new int[5];
for (int j=0;j<=4;j++)
{
arr1[j]=j+6;
}
int a=arr[1];
int b=arr1[1];
}
上⾯代码中,arr1(局部变量)是在栈中,但是指向的空间确在堆上,两者的存取效率,当然是arr⾼。因为arr[1]可以直接访问,但是访问arr1[1],⾸先要访问数组的起始地址arr1,然后才能访问到arr1[1]。
总⽽⾔之,⾔⽽总之:
堆和栈的区别可以⽤如下的⽐喻来看出:
国内php空间使⽤栈就象我们去饭馆⾥吃饭,只管点菜(声明变量)、付钱、和吃(使⽤),吃饱了就⾛,不必理会切菜、洗菜等准备⼯作和洗碗、刷锅等扫尾⼯作,他的好处是快捷,但是⾃由度⼩。
使⽤堆就象是⾃⼰动⼿做喜欢吃的菜肴,⽐较⿇烦,但是⽐较符合⾃⼰的⼝味,⽽且⾃由度⼤
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