堆&栈&进程内存空间分配方式&static

栈

1. 大小
   Linux: 10M = 10240KB

   windows: 1M = 1024KB

2. 可以静态分配(在编译阶段就能确定大小，由编译器进行分配)；

   也可以动态分配(使用alloca()函数可以动态分配栈的内存空间，释放的时候由编译器自己释放，不需要手动释放)

堆（链表维护，内存不连续）

1. 不能静态分配，只能动态分配（堆的申请是在执行过程中执行的）

   堆是使用malloc()、calloc()、realloc()等函数动态分配的

2. 在堆上频繁的调用new/delete容易产生内存碎片

进程的内存空间分配方式

进程的每个线程都有私有的“栈”，所以每个线程虽然代码一样，但本地变量的数据都是互不干扰。

1. 代码区（只读）（低地址）

   • 程序代码
   • 数字常量

2. 静态数据区（中地址）

   • 字符串常量（只读数据段，挨着数据段）

   • 全局变量（已经初始化）

   • 静态变量（static修饰）

     c语言中static的语义
     1.static变量:
     1).局部
     只初始化一次，静态局部变量存放在内存的全局数据区。函数结束时，静态局部变量不会消失，每次该函数调用时，也不会为其重新分配空间。它始终驻留在全局数据区，直到程序运行结束。
     ​ 2).全局
     2.static函数（也叫内部函数）只能被本文件中的函数调用，而不能被同一程序其它文件中的函数调用。

3. 动态数据区（高地址）

   • 堆：链式结构（向高地址方向增长）
   • 栈：线性结构（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。）（向低地址方向增长）
   • 本地变量
   • 程序通过堆栈的基地址和偏移量来访问本地变量。
     
     下图来源：Unix环境高级编程一书中7.6小节
     

用nm命令查看全局变量在bss段，data段

//test.c
#include 

int global_variable;
int initialized_global_variables = 1;

int add(int a, int b){
	return a + b;
}

int main(){

	int a = 1;
	printf("hello %d\n", add(a, 1));
	
	return 0;
}

局部变量a在栈中，栈和堆在程序运行时才有，所以可执行文件看不到a

[root@izbp1bvlfc3omk6i0e7ht2z C]# nm test.out
/*********************************
000000000040052d T add//静态绑定函数地址
*********************************/
0000000000601038 B __bss_start
0000000000601038 b completed.6355
0000000000601030 D __data_start
0000000000601030 W data_start
0000000000400470 t deregister_tm_clones
00000000004004e0 t __do_global_dtors_aux
0000000000600e18 t __do_global_dtors_aux_fini_array_entry
0000000000400608 R __dso_handle
0000000000600e28 d _DYNAMIC
0000000000601038 D _edata
0000000000601040 B _end
00000000004005f4 T _fini
0000000000400500 t frame_dummy
0000000000600e10 t __frame_dummy_init_array_entry
0000000000400768 r __FRAME_END__
0000000000601000 d _GLOBAL_OFFSET_TABLE_
/********************************************
000000000060103c B global_variable//未初始化在bss段
********************************************/
                 w __gmon_start__
000000000040061c r __GNU_EH_FRAME_HDR
00000000004003e0 T _init
0000000000600e18 t __init_array_end
0000000000600e10 t __init_array_start
/********************************************
0000000000601034 D initialized_global_variables//初始化在data段
********************************************/
0000000000400600 R _IO_stdin_used
0000000000600e20 d __JCR_END__
0000000000600e20 d __JCR_LIST__
00000000004005f0 T __libc_csu_fini
0000000000400580 T __libc_csu_init
                 U __libc_start_main@@GLIBC_2.2.5
0000000000400541 T main
/********************************************
                 U printf@@GLIBC_2.2.5//printf需要运行时动态链接，此时不绑定函数地址
********************************************/               
00000000004004a0 t register_tm_clones
0000000000400440 T _start
0000000000601038 D __TMC_END__

static用法和作用

1. 声明静态变量

   • 全局变量：静态全局变量仅对当前文件可见，其他文件不可访问，避免不同文件变量同名的冲突，降低耦合性。

   • 局部变量：存储于进程的全局数据区，编译器自动对其初始化，函数结束，内存空间也不会回收，作用域在函数体内，有利于程序模块化。

2. 声明函数

   • 静态函数只能在声明它的文件中可见，其他文件不能引用该函数
   • 不同的文件可以使用相同名字的静态函数，互不影响