【Java小疑問】java變數儲存的位置（雜）

一：

1、棧區（stack）— 由編譯器自動分配釋放 ，存放函式的引數值，區域性變數的值等。其操作方式類似於資料結構中的棧。

2、堆區（heap） — 一般由程式設計師分配釋放， 若程式設計師不釋放，程式結束時可能由os回收 。注意它與資料結構中的堆是兩回事，分配方式倒是類似於連結串列，呵呵。

3、全域性區（靜態區）（static）—，全域性變數和靜態變數的儲存是放在一塊的，初始化的全域性變數和靜態變數在一塊區域， 未初始化的全域性變數和未初始化的靜態變數在相鄰的另一塊區域。 - 程式結束後有系統釋放。

4、文字常量區 —常量字串就是放在這裡的。 程式結束後由系統釋放。

5、程式程式碼區—存放函式體的二進位制程式碼。 

二：

 1、棧，就是那些由編譯器在需要的時候分配，在不需要的時候自動清楚的變數的儲存區。裡面的變數通常是區域性變數、函式引數等。

 2、堆，就是那些由new分配的記憶體塊，他們的釋放編譯器不去管，由我們的應用程式去控制，一般一個new就要對應一個delete。如果程式設計師沒有釋放掉，那麼在程式結束後，作業系統會自動回收。

 3、自由儲存區，就是那些由malloc等分配的記憶體塊，他和堆是十分相似的，不過它是用free來結束自己的生命的。

 4、全域性/靜態儲存區，全域性變數和靜態變數被分配到同一塊記憶體中，在以前的C語言中，全域性變數又分為初始化的和未初始化的，在c++裡面沒有這個區分了，他們共同佔用同一塊記憶體區。

 5、常量儲存區，這是一塊比較特殊的儲存區，他們裡面存放的是常量，不允許修改。

三：

 1、bss是英文block started by symbol的簡稱，通常是指用來存放程式中未初始化的全域性變數的一塊記憶體區域，在程式載入時由核心清0。bss段屬於靜態記憶體分配。它的初始值也是由使用者自己定義的連線定位檔案所確定，使用者應該將它定義在可讀寫的ram區內，源程式中使用malloc分配的記憶體就是這一塊，它不是根據data大小確定，主要由程式中同時分配記憶體最大值所確定，不過如果超出了範圍，也就是分配失敗，可以等空間釋放之後再分配。

 2、text段是程式程式碼段，在at91庫中是表示程式段的大小，它是由編譯器在編譯連線時自動計算的，當你在連結定位檔案中將該符號放置在程式碼段後，那麼該符號表示的值就是程式碼段大小，編譯連線時，該符號所代表的值會自動代入到源程式中。

 3、data包含靜態初始化的資料，所以有初值的全域性變數和static變數在data區。段的起始位置也是由連線定位檔案所確定，大小在編譯連線時自動分配，它和你的程式大小沒有關係，但和程式使用到的全域性變數，常量數量相關。

 4、stack儲存函式的區域性變數和引數。是一種“後進先出”（last in first out，lifo）的資料結構，這意味著最後放到棧上的資料，將會是第一個從棧上移走的資料。對於哪些暫時存貯的資訊，和不需要長時間儲存的資訊來說，lifo這種資料結構非常理想。在呼叫函式或過程後，系統通常會清除棧上儲存的區域性變數、函式呼叫資訊及其它的資訊。棧另外一個重要的特徵是，它的地址空間“向下減少”，即當棧上儲存的資料越多，棧的地址就越低。棧（stack）的頂部在可讀寫的ram區的最後。

 5、heap儲存函式內部動態分配記憶體，是另外一種用來儲存程式資訊的資料結構，更準確的說是儲存程式的動態變數。堆是“先進先出”（first in first out，fifo）資料結構。它只允許在堆的一端插入資料，在另一端移走資料。堆的地址空間“向上增加”，即當堆上儲存的資料越多，堆的地址就越高。

總結(不確定！！！)：

 研究這個意義不大，不同編譯器，可能行為不同，如果是vc的話，基本上如下：

 1、程式碼區，是編譯器生成的一個exe區段，擁有可讀和可執行屬性，但是實際上如果不開dep資料執行保護，所有的區段都是可執行的。

 2、所謂的棧區，低地址（小於exe基地址），擁有可讀寫屬性，exe中沒有對應的區段，系統載入dll時自動生成，由於記憶體地址使用方式從大往小減，所以數量有限，儘量不要定義過大的陣列變數。 const的區域性變數也是放在棧裡的，而不是放在常量區。

 3、所謂的堆區，就是malloc和new之類的記憶體所在區段，擁有可讀寫屬性，exe中沒有對應的區段，系統載入dll時自動生成，首先是利用棧區地址下面的區段，也是低地址，當用完了，會自動分配稍微高一點地址（大於exe基地址）。 malloc和new都在這裡分配記憶體。

 4、全域性資料區，是編譯器生成的一個exe區段，擁有可讀寫屬性，初始和未初始化的全域性和靜態變數都放在這裡。

 5、常量區，是編譯器生成的一個exe區段，只有可讀屬性，比如char s = " hello world" ，這時候" hello world" 就在常量區，由於沒有可寫屬性，所以修改內容會出錯，另外全域性的const變數也放在常量區裡，這和c++程式設計語言裡對const變數存放位置是不符合的，因為儲存器各有各的差異。

區域性變數，區域性靜態變數，全域性變數，全域性靜態變數區別:

區域性變數：    棧區
區域性靜態變數：靜態區
全域性變數：    靜態區的常量區
全域性靜態變數：靜態區

在進行C/C++程式設計時，需要程式設計師對記憶體的瞭解比較精準。經常需要操作的記憶體可分為以下幾個類別： 
1、棧區（stack）— 由編譯器自動分配釋放 ，存放函式的引數值，區域性變數的值等。其操作方式類似於資料結構中的棧。 
2、堆區（heap） — 一般由程式設計師分配釋放， 若程式設計師不釋放，程式結束時可能由OS回收 。注意它與資料結構中的堆是兩回事，分配方式倒是類似於連結串列，呵呵。 
3、全域性區（靜態區）（static）—，全域性變數和靜態變數的儲存是放在一塊的，初始化的全域性變數和靜態變數在一塊區域， 未初始化的全域性變數和未初始化的靜態變數在相鄰的另一塊區域。 - 程式結束後有系統釋放 
4、文字常量區 —常量字串就是放在這裡的。 程式結束後由系統釋放 
5、程式程式碼區—存放函式體的二進位制程式碼。 
以下是一段實際說明的程式程式碼：

這是一個前輩寫的，非常詳細 

//main.cpp 
int a = 0; 全域性初始化區 
char *p1; 全域性未初始化區 
main() 
{ 
int b; 棧 
char s[] = "abc"; 棧 
char *p2; 棧 
char *p3 = "123456"; 123456在常量區，p3在棧上。 
static int c =0； 全域性（靜態）初始化區 
p1 = (char *)malloc(10); 
p2 = (char *)malloc(20); 
分配得來得10和20位元組的區域就在堆區。 
strcpy(p1, "123456"); 123456放在常量區，編譯器可能會將它與p3所指向的"123456"優化成一個地方。 
}

二、堆和棧的理論知識 

2.1申請方式 
stack: 由系統自動分配。 例如，宣告在函式中一個區域性變數 int b; 系統自動在棧中為b開闢空間 
heap: 需要程式設計師自己申請，並指明大小，在c中malloc函式 
如p1 = (char *)malloc(10); 
在C++中用new運算子 
如p2 = (char *)malloc(10); 
但是注意p1、p2本身是在棧中的。 

2.2 
申請後系統的響應 

棧：只要棧的剩餘空間大於所申請空間，系統將為程式提供記憶體，否則將報異常提示棧溢位。 

堆：首先應該知道作業系統有一個記錄空閒記憶體地址的連結串列，當系統收到程式的申請時， 
會遍歷該連結串列，尋找第一個空間大於所申請空間的堆結點，然後將該結點從空閒結點連結串列中刪除，並將該結點的空間分配給程式，另外，對於大多數系統，會在這塊記憶體空間中的首地址處記錄本次分配的大小，這樣，程式碼中的delete語句才能正確的釋放本記憶體空間。另外，由於找到的堆結點的大小不一定正好等於申請的大小，系統會自動的將多餘的那部分重新放入空閒連結串列中。 

2.3申請大小的限制 
棧：在Windows下,棧是向低地址擴充套件的資料結構，是一塊連續的記憶體的區域。這句話的意思是棧頂的地址和棧的最大容量是系統預先規定好的，在 WINDOWS下，棧的大小是2M（也有的說是1M，總之是一個編譯時就確定的常數），如果申請的空間超過棧的剩餘空間時，將提示overflow。因此，能從棧獲得的空間較小。 
堆：堆是向高地址擴充套件的資料結構，是不連續的記憶體區域。這是由於系統是用連結串列來儲存的空閒記憶體地址的，自然是不連續的，而連結串列的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限於計算機系統中有效的虛擬記憶體。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。 

2.4申請效率的比較：  www.2cto.com
棧由系統自動分配，速度較快。但程式設計師是無法控制的。 
堆是由new分配的記憶體，一般速度比較慢，而且容易產生記憶體碎片,不過用起來最方便. 
另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配記憶體，他不是在堆，也不是在棧是直接在程式的地址空間中保留一快記憶體，雖然用起來最不方便。但是速度， 也最靈活 

2.5堆和棧中的儲存內容 
棧： 在函式呼叫時，第一個進棧的是主函式中後的下一條指令（函式呼叫語句的下一條可執行語句）的地址，然後是函式的各個引數，在大多數的C編譯器中，引數是由右往左入棧的，然後是函式中的區域性變數。注意靜態變數是不入棧的。 
當本次函式呼叫結束後，區域性變數先出棧，然後是引數，最後棧頂指標指向最開始存的地址，也就是主函式中的下一條指令，程式由該點繼續執行。 
堆：一般是在堆的頭部用一個位元組存放堆的大小。堆中的具體內容有程式設計師安排。 

2.6存取效率的比較

char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa"; 
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb"; 
aaaaaaaaaaa是在執行時刻賦值的； 
而bbbbbbbbbbb是在編譯時就確定的； 
但是，在以後的存取中，在棧上的陣列比指標所指向的字串(例如堆)快。 
比如： 
#include 
void main() 
{ 
char a = 1; 
char c[] = "1234567890"; 
char *p ="1234567890"; 
a = c[1]; 
a = p[1]; 
return; 
} 
對應的彙編程式碼 
10: a = c[1]; 
00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh] 
0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl 
11: a = p[1]; 
0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h] 
00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1] 
00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al 
第一種在讀取時直接就把字串中的元素讀到暫存器cl中，而第二種則要先把指edx中，在根據edx讀取字元，顯然慢了

小結： 
堆和棧的區別可以用如下的比喻來看出： 
使用棧就象我們去飯館裡吃飯，只管點菜（發出申請）、付錢、和吃（使用），吃飽了就走，不必理會切菜、洗菜等準備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作，他的好處是快捷，但是自由度小。 
使用堆就象是自己動手做喜歡吃的菜餚，比較麻煩，但是比較符合自己的口味，而且自由度大。 

堆和棧的區別主要分： 
作業系統方面的堆和棧，如上面說的那些，不多說了。 
還有就是資料結構方面的堆和棧，這些都是不同的概念。這裡的堆實際上指的就是（滿足堆性質的）優先佇列的一種資料結構，第1個元素有最高的優先權；棧實際上就是滿足先進後出的性質的數學或資料結構。 
雖然堆疊，堆疊的說法是連起來叫，但是他們還是有很大區別的，連著叫只是由於歷史的原因。

區域性變數，全域性變數，靜態變數

小結： 
堆和棧的區別可以用如下的比喻來看出： 
使用棧就象我們去飯館裡吃飯，只管點菜（發出申請）、付錢、和吃（使用），吃飽了就走，不必理會切菜、洗菜等準備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作，他的好處是快捷，但是自由度小。 
使用堆就象是自己動手做喜歡吃的菜餚，比較麻煩，但是比較符合自己的口味，而且自由度大。 

堆和棧的區別主要分： 
作業系統方面的堆和棧，如上面說的那些，不多說了。 
還有就是資料結構方面的堆和棧，這些都是不同的概念。這裡的堆實際上指的就是（滿足堆性質的）優先佇列的一種資料結構，第1個元素有最高的優先權；棧實際上就是滿足先進後出的性質的數學或資料結構。 
雖然堆疊，堆疊的說法是連起來叫，但是他們還是有很大區別的，連著叫只是由於歷史的原因。