堆区和自由存储区是不是同一概念?

2011-10-18 01:58:16 396 阅读 AI 写同款 · GEO 优化AI 选题数据监测一键分发 ›

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在看内存管理中，有的文章中提到了使用malloc()创建的内存是在堆中，但也称作对为自由存储区；但同时在另外的一些文章中提到说堆和自由存储区相似，但不相同，使用malloc()是在自由存储区中进行申请内存，使用new是在堆中创建，求解答...

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追求执着

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w263044840 2011-10-19

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但是我记得前几天看汇编还说new和malloc最终调用的都是同一个api函数呢，怎么会不同呢

追求执着 2011-10-19

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[Quote=引用 18 楼 zhao4zhong1 的回复:]
某块内存的分配和释放只是和‘操作系统内存管理模块’交流而已。
其实那块内存的值完全可以绕过‘操作系统内存管理模块’去读写。
[/Quote]
不同的操作系统有不同的内存管理方式，对于开发语言来讲，只是通过共同的接口去实现，而具体的内存管理需要操作系统来实现？
赵老师，是这个意思吗？太高深，有时理解不来.

赵4老师 2011-10-19

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某块内存的分配和释放只是和‘操作系统内存管理模块’交流而已。
其实那块内存的值完全可以绕过‘操作系统内存管理模块’去读写。

梦境传说 2011-10-19

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C++中的堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区:

1.栈，就是那些由编译器在需要的时候分配，在不需要的时候自动清楚的变量的存储区。里面的变量通常是局部变量、函数参数等。

2.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。

3.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。（补充：自由存储区和堆不是一个概念。一般而言，自由存储区是指CRT（C运行时库）通过malloc，free函数管理的内存。堆特指通过new，delete管理的内存。但是在部分编译器的实现上这两块内存都是同一种管理方式。）

4.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。

5.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（当然，你要通过非正当手段也可以修改，而且方法很多）。

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；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。[Page]
2、空间大小不同；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。
3、能否产生碎片不同；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。
4、生长方向不同；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。
5、分配方式不同；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。
6、分配效率不同；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。

追求执着 2011-10-19

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[Quote=引用 15 楼 lirunfa 的回复:]
另附：
自由存储区和堆不是一个概念。一般而言，自由存储区是指CRT（C运行时库）通过malloc，free函数管理的内存。堆特指通过new，delete管理的内存。但是在部分编译器的实现上这两块内存都是同一种管理方式。

C++ 里面也可以调用malloc和free操作。所以C++里面两种概念都存在的。在C里面可以理解就存在自由存储区这样一个概念。

引用 9 楼 zzcmx2008……
[/Quote]
3Q

lirunfa 2011-10-19

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另附：
自由存储区和堆不是一个概念。一般而言，自由存储区是指CRT（C运行时库）通过malloc，free函数管理的内存。堆特指通过new，delete管理的内存。但是在部分编译器的实现上这两块内存都是同一种管理方式。

C++ 里面也可以调用malloc和free操作。所以C++里面两种概念都存在的。在C里面可以理解就存在自由存储区这样一个概念。

[Quote=引用 9 楼 zzcmx2008 的回复:]
栈，就是那些由编译器在需要的时候分配，在不需要的时候自动清除的变量的存储区。里面的变量通常是局部变量、函数参数等。在一个进程中，位于用户虚拟地址空间顶部的是用户栈，编译器用它来实现函数的调用。和堆一样，用户栈在程序执行期间可以动态地扩展和收缩。

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……
[/Quote]

追求执着 2011-10-19

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看来这个问题不值得探讨

阿霖 2011-10-18

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学习帮顶~

zzcmx2008 2011-10-18

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呵呵，我一般就是记的最先发的那个，其他的感觉，都是自己维护自己开辟的内存就是了。

追求执着 2011-10-18

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[Quote=引用 9 楼 zzcmx2008 的回复:]
栈，就是那些由编译器在需要的时候分配，在不需要的时候自动清除的变量的存储区。里面的变量通常是局部变量、函数参数等。在一个进程中，位于用户虚拟地址空间顶部的是用户栈，编译器用它来实现函数的调用。和堆一样，用户栈在程序执行期间可以动态地扩展和收缩。

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……
[/Quote]
谢谢，也是这个理解的

追求执着 2011-10-18

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[Quote=引用 8 楼 keiy 的回复:]
而最终link后的，BCB6将内存分了有8个段
# Name VirtSize RVA PhysSize Phys off Flags
-- -------- -------- -------- -------- -------- --------
01 .text 0000A000 00001000 00009400 00000600 60000020 [CER]
02 .data 00……
[/Quote]
恩，因编译器或者系统和而不同？

zzcmx2008 2011-10-18

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栈，就是那些由编译器在需要的时候分配，在不需要的时候自动清除的变量的存储区。里面的变量通常是局部变量、函数参数等。在一个进程中，位于用户虚拟地址空间顶部的是用户栈，编译器用它来实现函数的调用。和堆一样，用户栈在程序执行期间可以动态地扩展和收缩。

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。堆可以动态地扩展和收缩。

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。（应该是针对C语言来说的）

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（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与静态变量在相邻的另一块区域，同时未被初始化的对象存储区可以通过void*来访问和操纵，程序结束后由系统自行释放），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（当然，你要通过非正当手段也可以修改，而且方法很多）

另附：
自由存储区和堆不是一个概念。一般而言，自由存储区是指CRT（C运行时库）通过malloc，free函数管理的内存。堆特指通过new，delete管理的内存。但是在部分编译器的实现上这两块内存都是同一种管理方式。

C++ 里面也可以调用malloc和free操作。所以C++里面两种概念都存在的。在C里面可以理解就存在自由存储区这样一个概念。

柯本 2011-10-18

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而最终link后的，BCB6将内存分了有8个段
# Name VirtSize RVA PhysSize Phys off Flags
-- -------- -------- -------- -------- -------- --------
01 .text 0000A000 00001000 00009400 00000600 60000020 [CER]
02 .data 00003000 0000B000 00002600 00009A00 C0000040 [IRW]
03 .tls 00001000 0000E000 00000200 0000C000 C0000040 [IRW]
04 .rdata 00001000 0000F000 00000200 0000C200 50000040 [IRS]
05 .idata 00001000 00010000 00000600 0000C400 40000040 [IR]
06 .edata 00001000 00011000 00000200 0000CA00 40000040 [IR]
07 .rsrc 00001000 00012000 00000200 0000CC00 40000040 [IR]
08 .reloc 00001000 00013000 00000A00 0000CE00 50000040 [IRS]
而VC只分了3个
Object table:
# Name VirtSize RVA PhysSize Phys off Flags
-- -------- -------- -------- -------- -------- --------
01 .text 00004F58 00001000 00005000 00001000 60000020 [CER]
02 .rdata 0000124E 00006000 00002000 00006000 40000040 [IR]
03 .data 00001C88 00008000 00001000 00008000 C0000040 [IRW]

追求执着 2011-10-18

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zzcmx2008 2011-10-18

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其实是自己malloc或new的，自己记得释放就可以了

柯本 2011-10-18

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这个，要看编译器的实现，不同编译器最终的实现是不同的
BCB6的
_TEXT segment dword public use32 'CODE'
_TEXT ends
_DATA segment dword public use32 'DATA'
_DATA ends
_BSS segment dword public use32 'BSS'
_BSS ends
DGROUP group _BSS,_DATA
_TEXT segment dword public use32 'CODE'
VC2003的
_TEXT SEGMENT PARA USE32 PUBLIC 'CODE'
_TEXT ENDS
_DATA SEGMENT DWORD USE32 PUBLIC 'DATA'
_DATA ENDS
CONST SEGMENT DWORD USE32 PUBLIC 'CONST'
CONST ENDS
_BSS SEGMENT DWORD USE32 PUBLIC 'BSS'
_BSS ENDS
$$SYMBOLS SEGMENT BYTE USE32 'DEBSYM'
$$SYMBOLS ENDS
_TLS SEGMENT DWORD USE32 PUBLIC 'TLS'
_TLS ENDS
FLAT GROUP _DATA, CONST, _BSS
ASSUME CS: FLAT, DS: FLAT, SS: FLAT

zzcmx2008 2011-10-18

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这个是大家的说法不一样。记住第二和第三条，其他的都是第一条里面的。

追求执着 2011-10-18

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[Quote=引用 2 楼 zzcmx2008 的回复:]
借用《高质量C++编程指南》的一段，如下：
内存分配方式有三种：
（1）从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量，static变量。
（2）在栈上创建。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。
（3）……
[/Quote]
这段我看过，但是也有人将内存分为5个部分
栈---堆---自由存储区---静态存储区---常量存储区

zzcmx2008 2011-10-18

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借用《高质量C++编程指南》的一段，如下：
内存分配方式有三种：
（1）从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量，static变量。
（2）在栈上创建。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。
（3）从堆上分配，亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或new申请任意多少的内存，程序员自己负责在何时用free或delete释放内存。动态内存的生存期由我们决定，使用非常灵活，但问题也最多。

自由存储区通常应该指的是静态存储区域吧。

满月的愿望 2011-10-18

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在c++内或许不同了，具体不了解

堆区和自由存储区是不是同一概念?

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