C语言内存分布模型

什么是c语言的内存分布模型？

从本章开始，将引入费曼学习法来讲解一个概念 只有自己明确了目标，通过讲述的方式，使得另外一个人也懂了，才算是真正懂了。 好了，言归正传，说c的内存分布模型，C的内存分布主要有5个：

1. 堆(heap)
2. 栈(stack)
3. 全局(静态)存储区（Uninitialized data segment）
4. 文字常量区（Initialized data segment）
5. 程序代码区（Text）

内存布局如下(来源)：

堆(heap)

堆是由程序员手动分配和释放，这个不同意数据结构中的堆，分配方式类似链表，由malloc(C语言)或 new(c++)来分配，free（c语言）和delete(c++)释放，若程序员不释放，程序结束后由系统释放。

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    char *pStr = malloc(sizeof(char)*4); //使用malloc的堆上分配了空间，并用pStr指向这个堆空间，pStr是分配在栈上的
    return 0;
}

栈(stack)

栈是由编译器自动分配和释放的，存放函数的参数值，局部变量等，操作方式类似数据结构中的栈。

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int data; 	//data 存储在栈上
    return 0;
}

全局(静态)存储区（Uninitialized data segment）

DATA段存放初始化的全局变量和初始化静态变量，程序结束后由系统释放

#include <stdio.h>
int data1 = 10 ;  //初始化的变量data1分配在data段
int main(void)
{
    static int data2 = 3;  //初始化的变量data2分配在data段
    return 0;
}

全部未初始化区（Initialized data segment）

BSS段存放未初始化的全局变量和未初始化的静态变量，程序结束后由系统释放. 下述data1和data2都是在BSS段

#include <stdio.h>
int data1; // 未初始化的变量data1分配在bss段
int main(void)
{
    static int data2;  // 未初始化的变量data2分配在bss段
    return 0;
}

程序代码区（Text）

程序代码区存放函数体的二进制代码

深入理解内存分布

给定一个例子说明内存分布

没有变量

#include <stdio.h> 
  
int main(void) 
{ 
    return 0; 
}

编译后查看

root@ubuntu:~# gcc -c test-layout.c -o test-layout root@ubuntu:~/# size test-layout text data bss dec hex filename 103 0 0 103 67 test-layout

发现bss段都为0，

局部静态未初始化区，存放bss段

在修改一下：

#include <stdio.h> 
  
int main(void) 
{ 
	static int data;	//在未初始化区bss
    return 0; 
}

再编译查看：

root@ubuntu:~/# gcc test-layout.c -o test-layout root@ubuntu:~/# size test-layout text data bss dec hex filename 1418 544 8 1970 7b2 test-layout

bss段有增加成8了

局部静态初始化区，存放data段

同样，将该值修改成一个初始化的值：

#include <stdio.h> 
  
int main(void) 
{ 
	static int data = 100;	//在初始化区data
    return 0; 
}

再编译查看：

root@ubuntu:~/# gcc test-layout.c -o test-layout root@ubuntu:~/# size test-layout text data bss dec hex filename 1418 548 4 1970 7b2 test-layout

全局静态未初始化区，存放bss段

将data存放全局未初始化区：

#include <stdio.h> 
 
int data; // 全局未初始化去
 
int main(void) 
{ 
    return 0; 
}

编译查看：

root@ubuntu:~/# gcc test-layout.c -o test-layout root@ubuntu:~/# size test-layout text data bss dec hex filename 1418 544 8 1970 7b2 test-layout

全局静态未初始化区，存放bss段

#include <stdio.h> 
 
int data1; //Stored in uninitialized area，全局未初始化区
 
int main(void) 
{ 
    static int data2; //Stored in uninitialized area，全局未初始化区
   
    return 0; 
}

root@ubuntu:~/# gcc test-layout.c -o test-layout root@ubuntu:~/# size test-layout text data bss dec hex filename 1418 544 16 1978 7ba test-layout

全局初始化和局部静态初始化，存放data段

#include <stdio.h> 
 
int data1 = 0; //Stored in initialized area
 
int main(void) 
{ 
    static int data2 = 0; //Stored in initialized area
   
    return 0; 
}

编译查看：

root@ubuntu:~/# gcc test-layout.c -o test-layout root@ubuntu:~/# size test-layout text data bss dec hex filename 1418 544 16 1978 7ba test-layout

问题

在堆上，分配好的空间，若程序员不释放，程序结束由系统释放，那是不是可以不用释放，由系统释放就可以了

这个问题提出来很危险的，内存是有限的，若堆上的内存不释放，就会造成内存泄露，程序正常运行中没有可用的内存，就会导致系统异常，在平时的测试环境中没有释放内存，好像还看不出什么异常，但是，当程序在线上环境24小时运行，内存不断泄露导致没有可用的内存就会出现异常！

提炼

内存分布模型就是程序在运行中，变量存储位置的分布。

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