C++ 内存管理机制
内存分配方式
简介
在C++中,内存分成5个区,他们分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区。
- 栈:在执行函数时,函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,效率很高,但是分配的内存容量有限。
- 堆:就是那些由
new
分配的内存块,他们的释放编译器不去管,由我们的应用程序去控制,一般一个new
就要对应一个delete
。如果程序员没有释放掉,那么在程序结束后,操作系统会自动回收。- 自由存储区:就是那些由
malloc
等分配的内存块,他和堆是十分相似的,不过它是用free
来结束自己的生命的。- 全局/静态存储区:全局变量和静态变量被分配到同一块内存中,在以前的C语言中,全局变量又分为初始化的和未初始化的,在C++里面没有这个区分了,他们共同占用同一块内存区。
- 常量存储区:这是一块比较特殊的存储区,他们里面存放的是常量,不允许修改。
明确区分堆与栈
堆与栈的区分问题,似乎是一个永恒的话题,由此可见,初学者对此往往是混淆不清的,所以我决定拿他第一个开刀。
首先,我们举一个例子:
void f() { int* p=new int[5]; }
这条短短的一句话就包含了堆与栈,看到new
,我们首先就应该想到,我们分配了一块堆内存,那么指针p
呢?他分配的是一块栈内存,所以这句话的意思就是:在栈内存中存放了一个指向一块堆内存的指针p
。在程序会先确定在堆中分配内存的大小,然后调用operator new
分配内存,然后返回这块内存的首地址,放入栈中。
堆和栈究竟有什么区别
好了,我们回到我们的主题:堆和栈究竟有什么区别?
主要的区别由以下几点:
(1). 管理方式不同
(2). 空间大小不同
(3). 能否产生碎片不同
(4). 生长方向不同
(5). 分配方式不同
(6). 分配效率不同
- 管理方式不同:对于栈来讲,是由编译器自动管理,无需我们手工控制;对于堆来说,释放工作由程序员控制,容易产生
memory leak
。 - 空间大小: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。但是对于栈来讲,一般都是有一定的空间大小的,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。
碎片问题:对于堆来讲,频繁的new/delete
势必会造成内存空间的不连续,从而造成大量的碎片,使程序效率降低。对于栈来讲,则不会存在这个问题,因为栈是先进后出的队列,他们是如此的一一对应,以至于永远都不可能有一个内存块从栈中间弹出,在他弹出之前,在他上面的后进的栈内容已经被弹出,详细的可以参考数据结构,这里我们就不再一一讨论了。
生长方向:对于堆来讲,生长方向是向上的,也就是向着内存地址增加的方向;对于栈来讲,它的生长方向是向下的,是向着内存地址减小的方向增长。
分配方式:堆都是动态分配的,没有静态分配的堆。栈有2种分配方式:静态分配和动态分配。静态分配是编译器完成的,比如局部变量的分配。动态分配由alloca
函数进行分配,但是栈的动态分配和堆是不同的,他的动态分配是由编译器进行释放,无需我们手工实现。
分配效率: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。堆则是C/C++函数库提供的,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。显然,堆的效率比栈要低得多。
从这里我们可以看到,堆和栈相比,由于大量new/delete
的使用,容易造成大量的内存碎片;由于没有专门的系统支持,效率很低;由于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。所以栈在程序中是应用最广泛的,就算是函数的调用也利用栈去完成,函数调用过程中的参数,返回地址,EBP和局部变量都采用栈的方式存放。所以,我们推荐大家尽量用栈,而不是用堆。
虽然栈有如此众多的好处,但是由于和堆相比不是那么灵活,有时候分配大量的内存空间,还是用堆好一些。
无论是堆还是栈,都要防止越界现象的发生(除非你是故意使其越界),因为越界的结果要么是程序崩溃,要么是摧毁程序的堆、栈结构,产生以想不到的结果,就算是在你的程序运行过程中,没有发生上面的问题,你还是要小心,说不定什么时候就崩掉,那时候debug
可是相当困难的:)
C++中内存泄漏的几种情况
1. 在类的构造函数和析构函数中没有匹配的调用new和delete函数
两种情况下会出现这种内存泄露:一是在堆里创建了对象占用了内存,但是没有显示地释放对象占用的内存;二是在类的构造函数中动态的分配了内存,但是在析构函数中没有释放内存或者没有正确的释放内存
2. 在释放对象数组时在delete中没有使用方括号
8. 没有将基类的析构函数定义为虚函数
当父类指针指向子类对象时,如果基类的析构函数不是virtual,那么子类的析构函数将不会被调用,子类的资源没有正确是释放,因此造成内存泄露。
C++ 内存管理机制相关推荐
- 什么是 Python 的 「内存管理机制」?
什么是内存管理器(what) Python作为一个高层次的结合了解释性.编译性.互动性和面向对象的脚本语言,与大多数编程语言不同,Python中的变量无需事先申明,变量无需指定类型,程序员无需关心内存 ...
- python中内存管理机制一共分为多少层_python 内存管理机制
内存管理机制 python中万物皆对象,python的存储问题是对象的存储问题,并且对于每个对象,python会分配一块内存空间去存储它 Python的内存管理机制:引入计数.垃圾回收.内存池机制 ...
- JVM内存管理机制线上问题排查
本文主要基于"深入java虚拟机"这本书总结JVM的内存管理机制,并总结了常见的线上问题分析思路.文章最后面是我对线上故障思考的ppt总结. Java内存区域 虚拟机运行时数据区如 ...
- 浅析java内存管理机制
内存管理是计算机编程中的一个重要问题,一般来说,内存管理主要包括内存分配和内存回收两个部分.不同的编程语言有不同的内存管理机制,本文在对比C++和java语言内存管理机制的不同的基础上,浅析java中 ...
- 内存分段分页机制理解_深入理解虚拟机,JVM高级特性-自动内存管理机制
什么是自动内存管理机制? 对于java程序员来说,有一点是要比C/C++程序员要方便的,那就是程序在运行时,java程序不需要为每一个对象其编写对应的释放内存的代码,JVM虚拟机将为你在合适的时间去释 ...
- 【Python基础】什么是Python的 “内存管理机制”
什么是内存管理器(what) Python作为一个高层次的结合了解释性.编译性.互动性和面向对象的脚本语言,与大多数编程语言不同,Python中的变量无需事先申明,变量无需指定类型,程序员无需关心内存 ...
- Redis的持久化机制与内存管理机制
1.概述 Redis的持久化机制有两种:RDB 和 AOF ,这两种机制有什么区别?正式环境应该采用哪种机制? 我们的服务器内存资源是有限的,如果内存被Redis的缓存占满了怎么办?这就要看Redis ...
- 什么是python语言的动态类型机制_python的内存管理机制
一.python是一个什么样类型的语言 1.python是一种动态解释性强类型定义的高级.通用性编程语言. 解释型:执行的时候,才一条一条的解释成机器语言给计算机来执行.如:python.js.rub ...
- Android内存管理机制详解,【安卓知识普及贴】之关于安卓内存管理机制的一些介绍和阐述。...
该楼层疑似违规已被系统折叠 隐藏此楼查看此楼 安卓系统其实不需要极度精简,只是一味的精简并不会给系统带来什么好处反而只有害处,因为许多系统应用跟设置里的选项有关联,删除掉就会在选择关联选项的时候FC, ...
- ARC内存管理机制详解
ARC在OC里面个人感觉又是一个高大上的牛词,在前面Objective-C中的内存管理部分提到了ARC内存管理机制,ARC是Automatic Reference Counting-自动引用计数.有自 ...
最新文章
- jira mysql 启动 失败_重启机器导致mysql启动失败
- asp.net html 加密解密,三种方法还原ASP.NET可逆加密内容
- 推荐一款超级好用的开源画图工具:用例图、架构图、时序图、类图、E-R图、甘特图
- 【Java设计模式】策略模式
- suse linux标准c安装,suse linux安装cmake时ccmake没有安装上的原因
- apache开源项目--ZooKeeper
- activeMQ使用总结
- qt ui界面加入qsplitter_UI 文件设计与运行机制
- boot loader能全部用C程序编写吗
- 容器、Docker与Kubernetes——Kubernetes的配置入门
- 2个js实现图片轮播效果(用)
- 转角遇上Volcano,看HPC如何应用在气象行业
- onu光功率多少是正常_电信宽带升级为200M光纤,为什么网速没有提升多少?
- [转载] flutter开发桌面程序_在开始使用Flutter开发应用程序之前要了解的5条提示
- mysql不记录binlog_MySQL不同的binlog_format会导致哪些SQL不会被记录
- 剑指offer 数组中只出现一次的数字
- win10系统计算机物理地址,Win10电脑mac地址如何查看 win10系统查看mac地址的方法...
- 【Web安全笔记】之【9.0 工具与资源】
- python smtp QQ邮箱 发送附件
- Intel GPA 参数
热门文章
- cocos2d-x游戏开发系列教程-中国象棋02-main函数和欢迎页面
- Asp.net页面生存周期
- java.util.hashmap_java.util.HashMap中的无限循环
- angular路由传递参数_在angular4.0路由传递获取参数的最优方案
- mysql怎么按年份分组_mysql - MYSQL按ID分组,但根据最近的年份进行拉取 - SO中文参考 - www.soinside.com...
- angular ajax get post 参数,Angular的Post 传递参数问题及解决方法
- java instanceof翻译_Java 中的instanceof简单讲解
- 芝枝.计算机与人文科学,计算机与人文科学
- java对象不会被改变_Java 并发编程(二)对象的不变性和安全的公布对象
- php return直接输出,PHP中return用法详细解读