堆叠和堆肥是什么?它们实际上位于计算机的内存中在哪里?它们在多大程度上被操作时间或语言控制?它们的范围是什么?它们的大小是什么?它们大小是什么?一个的大小是什么使一个更快?


当前回答

我想其他很多人 已经给了你 大部分正确的答案 关于这件事情。

然而,一个被忽略的细节是,“堆积”实际上可能应该被称为“免费商店”。 之所以有这种区别,是因为最初的免费商店是用被称为“二成式堆肥”的数据结构来安装的。 因此,从早期实施中分配的麦洛克()/免费()是从堆肥中分配的。 然而,在现代,大多数免费商店都是用非常精密的数据结构来安装的,而不是二成式堆肥。

其他回答

哇! 这么多答案,我觉得其中之一 没有得到正确的答案...

(在真实的计算机记忆中)在哪里?

堆栈是作为分配给您的程序图像的最高内存地址开始的内存,然后从那里降低值。它保留给所谓的函数参数和函数中使用的所有临时变量。

有两层楼:公营和私营。

私人堆积始于程序代码的最后一字节之后的16字节边界( 64比特程序)或8比特边界( 32比特程序),然后从中增加值。它也被称为默认堆积。

如果私人堆肥过大, 它会重叠堆叠区域, 如果堆叠太大, 堆叠也会重叠堆叠区域。 因为堆叠从更高的地址开始, 并一直往下工作到较低的地址, 适当的黑客可以使堆叠变得如此大, 它会超过私人堆肥区域, 并重叠代码区域。 那么, 技巧就是将代码区域重叠到足够大的地方, 从而可以连接到代码中。 这样做有点棘手, 你可能会冒程序崩溃的风险, 但是它很容易, 而且非常容易。

公用堆积在它自己的记忆空间中, 它不在您的程序图像空间之内。 如果记忆资源变得稀缺, 这个记忆将会被吸到硬盘上 。

2) 它们在多大程度上受到国家或语言运行时间的控制?

堆叠由程序员控制, 私人堆积由操作员管理, 公众堆积不为任何人控制, 因为它是一种操作员的服务-- 你提出请求, 要么被批准,要么被拒绝。

2(b) 其范围是什么?

它们都是全球性的,但内容可以是私人的,公共的,也可以是全球性的。

2(c) 由什么因素决定每个小组的大小?

您的编译器运行时间选项决定了堆叠和私有堆放的大小。公共堆放使用大小参数在运行时初始化。

2(d) 是什么使一个速度更快?

程序程序员如何使用它们来决定它们是“快”还是“慢”

ref:

https://norasandler.com/2019/02/18/Write-a-Compiler-10.html

https://learn.microsoft.com/en-us/windows/desktop/api/heapapi/nf-heapapi-getprocessheap

https://learn.microsoft.com/en-us/windows/desktop/api/heapapi/nf-heapapi-heapcreate

当调用函数时,当调用该函数的参数加上一些其他间接费用时,会将数据堆放到堆栈中。一些信息(例如返回何处)也存储在那里。当您在函数中声明变量时,该变量也会被分配到堆栈中。

分配堆栈非常简单, 因为您总是在分配的反向顺序中进行排列。 在输入函数时会添加堆叠材料, 当退出时相应的数据会被删除。 这意味着您往往会留在堆栈的狭小区域, 除非您调用许多函数来调用其他函数( 或者创建循环解决方案 ) 。

堆积堆是一个通用名称, 用于您将创建的数据放在哪里 。 如果您不知道您的程序将创建多少飞船, 您可能会使用新的( 或商场或等效的) 操作器来创建每艘飞船 。 此分配将会停留一段时间, 因此我们很可能释放的东西 以不同于我们创建的顺序 。

因此,堆积要复杂得多,因为最终会出现一些未使用的记忆区域,这些区域与块间断 — — 内存会变得支离破碎。 找到您需要的大小的自由记忆是一个困难的问题。 这就是为什么应该避免堆积( 尽管它仍然经常被使用 ) 。

执行堆叠和堆叠通常要到运行时间 / os. 通常游戏和其他功能对于性能至关重要的应用程序会创建自己的内存解决方案,从堆叠中抓取一大块内存,然后在内部将内存分离出来,以避免依赖 os 来进行内存。

只有当你的记忆用法与常规有很大不同时, 也就是在游戏中, 在一个巨大的操作中加载一个水平, 并且可以在另一个巨大的操作中将整个批量扔掉时, 这才是实际的。

内存中的物理位置比你想的要少, 这是因为一种叫做虚拟内存的技术, 它使得您的程序认为您可以进入某个地址, 物理数据在其他地方( 即使是在硬盘上!) 。 您获得的堆叠地址随着调用树越深, 顺序越大。 堆积的地址是无法预测的( 具体化) , 坦率地说并不重要 。

因为有些答案没有被选中, 我要贡献我的米特。

令人惊讶的是,没有人提到,不仅在外来语言(文稿)或平台(英特环)中,而且在纤维、绿线和一些共程实施中,都能找到多个(即与运行的骨层线数无关的)呼叫堆叠。

纤维、绿线和绿线在很多方面都相似,这导致许多混乱。 纤维和绿线之间的区别在于前者使用合作性多任务,而后者可能以合作性或先发制人(甚至两者兼而有之)为特点。

无论如何,两种纤维、绿线和共程的目的都是同时执行多种功能,但并非在单一星级线内平行执行(为区分而见此问题),以有组织的方式相互之间相互转移控制权。

当使用纤维、绿线或共程时,您通常每个函数都有单独的堆叠。 (在技术上,不只是堆叠,而是整个执行环境是每个函数。 最重要的是, cpu 登记册。 ) 对于每一个线串, 每一个线串都有与同时运行的函数一样多的堆叠, 而线串正在根据程序逻辑执行每个函数。 当函数运行到尾端时, 它的堆叠就会被销毁。 因此, 堆叠的数量和寿命都是个王宫 。

注意我所说的“ 通常每个函数有一个单独的堆叠 ” 。 有堆叠和堆叠的 courutines 。 最显著的堆叠 c++ 执行是 推进. coroutine 和 微软 ppl 的 async/ wait 。 (然而, c++ 的可恢复功能 (a. k. a. a. “ 合成和等待 ” ) , 这些功能被建议到 c++/17 , 可能会使用没有堆叠的 comutines 。 )

C++标准图书馆的纤维建议即将提出。 还有一些第三方图书馆。 绿线在Python 和 Ruby 等语言中非常受欢迎。

其他答案只是避免解释静态分配意味着什么。 所以我会解释三种主要分配形式,以及它们通常与下面的堆积、堆叠和数据段的关系。 我还会在 c/c++ 和 python 中展示一些例子,以帮助人们理解。

静态( 静态分配) 变量没有在堆叠上分配。 不要假设- 许多人只是因为“ 静态” 听起来像“ 堆叠 ” 。 它们实际上既不存在于堆叠中, 也不存在于堆叠中。 它们属于所谓的数据段 。

然而,一般而言,最好考虑“范围”和“终生”,而不是“堆积”和“堆积”。

范围指代码中哪些部分可以访问变量。 我们一般认为本地范围(只能通过当前函数访问)与全球范围(任何地方都可以访问)不同,尽管范围可能变得更加复杂。

当一个变量在程序执行期间被分配和交易时, 其使用寿命值是指变量在程序执行期间被分配和交易。 我们通常会想到静态分配( 在整个程序期间会持续不变, 使得它可用于在多个函数调用中存储相同的信息), 而会想到自动分配( 仅在对函数的单次调用中持续不变, 使得它可用于存储仅在您函数期间使用、 一旦完成即可丢弃的信息) 相对于动态

尽管大多数编译者和口译员在使用堆叠、堆堆堆等方面也采取了类似的做法,但只要行为正确,编译者有时会打破这些公约。例如,由于优化,本地变量可能只存在于登记册中,或者完全删除,即使大多数本地变量存在于堆叠中。正如在几个评论中所指出的,你可以自由实施一个甚至不使用堆叠或堆叠的编译者,但有些则可以使用

i 将提供一些简单的附加说明的 c 代码来说明所有这一切。 学习的最佳方式是在调试器下运行一个程序并观看行为。 如果您喜欢阅读 python, 跳到答案的结尾 :

// Statically allocated in the data segment when the program/DLL is first loaded
// Deallocated when the program/DLL exits
// scope - can be accessed from anywhere in the code
int someGlobalVariable;

// Statically allocated in the data segment when the program is first loaded
// Deallocated when the program/DLL exits
// scope - can be accessed from anywhere in this particular code file
static int someStaticVariable;

// "someArgument" is allocated on the stack each time MyFunction is called
// "someArgument" is deallocated when MyFunction returns
// scope - can be accessed only within MyFunction()
void MyFunction(int someArgument) {

    // Statically allocated in the data segment when the program is first loaded
    // Deallocated when the program/DLL exits
    // scope - can be accessed only within MyFunction()
    static int someLocalStaticVariable;

    // Allocated on the stack each time MyFunction is called
    // Deallocated when MyFunction returns
    // scope - can be accessed only within MyFunction()
    int someLocalVariable;

    // A *pointer* is allocated on the stack each time MyFunction is called
    // This pointer is deallocated when MyFunction returns
    // scope - the pointer can be accessed only within MyFunction()
    int* someDynamicVariable;

    // This line causes space for an integer to be allocated in the heap
    // when this line is executed. Note this is not at the beginning of
    // the call to MyFunction(), like the automatic variables
    // scope - only code within MyFunction() can access this space
    // *through this particular variable*.
    // However, if you pass the address somewhere else, that code
    // can access it too
    someDynamicVariable = new int;


    // This line deallocates the space for the integer in the heap.
    // If we did not write it, the memory would be "leaked".
    // Note a fundamental difference between the stack and heap
    // the heap must be managed. The stack is managed for us.
    delete someDynamicVariable;

    // In other cases, instead of deallocating this heap space you
    // might store the address somewhere more permanent to use later.
    // Some languages even take care of deallocation for you... but
    // always it needs to be taken care of at runtime by some mechanism.

    // When the function returns, someArgument, someLocalVariable
    // and the pointer someDynamicVariable are deallocated.
    // The space pointed to by someDynamicVariable was already
    // deallocated prior to returning.
    return;
}

// Note that someGlobalVariable, someStaticVariable and
// someLocalStaticVariable continue to exist, and are not
// deallocated until the program exits.

一个特别令人印象深刻的例子说明为什么区分寿命和范围很重要,那就是变量可以具有局部范围,但固定寿命——例如,在上文的代码样本中“某些局部可变性”。这些变量可以使我们共同但非正式的命名习惯非常混乱。例如,我们说“本地”通常是指“局部范围自动分配变量”,而我们说“全球范围”通常是指“全球范围静态分配变量”。 不幸的是,当我们说“本地”时,我们通常是指“全球范围的静态分配变量”。

C/c+++中的一些语法选择加剧了这一问题,例如许多人认为全球变数不是“静态”的,

int var1; // Has global scope and static allocation
static int var2; // Has file scope and static allocation

int main() {return 0;}

请注意, 在以上声明中加上关键词“ 静态” 会使 var2 无法具有全球范围。 然而, 全球 val1 具有静态分布 。 这不是直观的 。 因此, 我试图在描述范围时永远不要使用“静态” 一词, 而不是说“ 文件” 或“ 文件有限” 的范围。 但是许多人使用“静态” 或“ 静态范围” 来描述一个变量, 只能从一个代码文件中访问 。 在生命周期中, “ 静态” 总是意指从一个代码文件中访问的变量 。

有些人认为这些概念是c/c++/ 具体化的。 它们不是。 例如,下面的python样本说明了所有三种分配类型(在解释语言方面可能存在一些微妙的差异,我不会进入这里)。

from datetime import datetime

class Animal:
    _FavoriteFood = 'Undefined' # _FavoriteFood is statically allocated

    def PetAnimal(self):
        curTime = datetime.time(datetime.now()) # curTime is automatically allocatedion
        print("Thank you for petting me. But it's " + str(curTime) + ", you should feed me. My favorite food is " + self._FavoriteFood)

class Cat(Animal):
    _FavoriteFood = 'tuna' # Note since we override, Cat class has its own statically allocated _FavoriteFood variable, different from Animal's

class Dog(Animal):
    _FavoriteFood = 'steak' # Likewise, the Dog class gets its own static variable. Important to note - this one static variable is shared among all instances of Dog, hence it is not dynamic!


if __name__ == "__main__":
    whiskers = Cat() # Dynamically allocated
    fido = Dog() # Dynamically allocated
    rinTinTin = Dog() # Dynamically allocated

    whiskers.PetAnimal()
    fido.PetAnimal()
    rinTinTin.PetAnimal()

    Dog._FavoriteFood = 'milkbones'
    whiskers.PetAnimal()
    fido.PetAnimal()
    rinTinTin.PetAnimal()

# Output is:
# Thank you for petting me. But it's 13:05:02.255000, you should feed me. My favorite food is tuna
# Thank you for petting me. But it's 13:05:02.255000, you should feed me. My favorite food is steak
# Thank you for petting me. But it's 13:05:02.255000, you should feed me. My favorite food is steak
# Thank you for petting me. But it's 13:05:02.255000, you should feed me. My favorite food is tuna
# Thank you for petting me. But it's 13:05:02.255000, you should feed me. My favorite food is milkbones
# Thank you for petting me. But it's 13:05:02.256000, you should feed me. My favorite food is milkbones

其他人直接回答了您的问题, 但是当试图理解堆叠和堆积时, 我认为考虑传统的 unix 进程( 没有线条和基于 mmap () 的缩放符) 的内存布局( 没有线条和 mmap () 的缩放符 ) 。 内存管理词汇表网页有一张内存布局图 。

堆叠和堆肥传统上位于进程虚拟地址空间的对面。 堆叠在存取时自动增长, 以内核设定的大小( 内核可以使用设置限制( rlimit_ stack,...) 调整) 。 当内存分配器引用 brk () 或 sbrk () 系统调用时, 堆叠会增长, 将更多页的物理内存映入进程的虚拟地址空间 。

在没有虚拟内存的系统中,例如一些嵌入系统,通常适用同样的基本布局,但堆叠和堆积大小固定。然而,在其他嵌入系统中(例如基于微芯片的微控制器),程序堆叠是一个单独的内存块,无法通过数据移动指示处理,只能通过程序流指示(调用、返回等)进行间接修改或阅读。