windows系统-程序加载时生成栈和堆的过程

EXE文件的内容分为再配置信息、变量组和函数组，这一点想必大家都清楚了吧。不过，当程序加载到内存后，除此之外还会额外生成两个组，那就是栈和堆。栈是用来存储函数内部临时使用的变量（局部变量【注1】），以及函数调用时所用的参数的内存区域。堆是用来存储程序运行时的任意数据及对象的内存领域（图）。

【注1】局部变量是指只在调用函数时存在于内存中的变量。例如，在代码清单8-1中，WinMain函数的处理中的ave和buff都是局部变量。全局变量是指程序运行时一直存在于内存中的变量。代码清单8-1中的title就是全局变量。

图：加载到内存的程序由4部分构成

① 不管是什么程序，程序的内容都是由处理和数据构成的。大多数编程语言都是用函数来表示处理、用变量来表示数据。

EXE文件中并不存在栈及堆的组。栈和堆需要的内存空间是在EXE文件加载到内存后开始运行时得到分配的。因而，内存中的程序，就是由用于变量的内存空间、用于函数的内存空间、用于栈的内存空间、用于堆的内存空间这4部分构成的。当然，在内存中，加载Windows等操作系统的内存空间又是另外一回事了（图）。

栈及堆的相似之处在于，他们的内存空间都是在程序运行时得到申请分配的【注2】。不过，在内存的使用方法上，二者存在些许不同。栈中对数据进行存储和舍弃（清理处理）的代码，是由编译器自动生成的，因此不需要程序员的参与。使用栈的数据的内存空间，每当函数被调用时都会得到申请分配，并在函数处理完毕后自动释放。与此相对，堆的内存空间，则要根据程序员编写的程序，来明确进行申请分配或释放。

【注2】栈和堆的大小，可以由程序员任意指定。在高级编程语言中，编译器会自动生成指定栈和堆大小的代码，并将其附加到程序中。

根据编程语言的不同，对堆用的内存空间进行申请分配和释放的程序的编写方法也是多种多样的。C语言中是通过malloc()函数来进行申请分配、通过free()函数来释放的。而C++中则是通过new运算符来申请分配、通过delete运算符来释放的。无论是C语言还是C++，如果没有在程序中明确释放堆的内存空间，那么即使在处理完毕后，该内存空间仍会一直残留。这个现象称为内存泄露（memory leak），它是令C语言及C++的程序员们十分头疼的一个bug（程序的错误）。如果内存泄露一直存在的话，就有可能会造成内存不足而导致宕机。这就好比，如果水龙头一直嘀嗒嘀嗒地漏水，那么一晚上的时间水桶就可能会装满并溢出。

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