电子商务网站建设效果,那个网站可以做链接,江苏建设工程信息网网,专业网络推广机构1. 栈、堆
1.1 程序的内存分配
栈区#xff08;stack#xff09;#xff1a;由编译器自动分配释放 #xff0c;存放函数的参数值#xff0c;局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。堆区#xff08;heap#xff09;#xff1a;一般由程序员分配释放#x…1. 栈、堆
1.1 程序的内存分配
栈区stack由编译器自动分配释放 存放函数的参数值局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。堆区heap一般由程序员分配释放 若程序员不释放程序结束时可能由OS回收 。全局区/静态区static全局变量和静态变量的存储是放在一块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和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。程序结束后由系统释放。常量区常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放程序代码区存放函数体的二进制代码
int a 0; // 全局初始化区
char *p1; // 全局未初始化区
int main{int b; // 栈char s[] abc; // 栈char *p2; // 栈char *p3 123456; // 123456\0在常量区p3在栈区static int c 0; // 全局静态初始化区p1 (char *)malloc(10);p2 (char *)malloc(20);// 分配得来的10和20字节的区域在堆区strcpy(p1, 123456); // 123456\0放在常量区编译器可能会将它与p3所指向的123456优化成一个地方return 0;
}1.2 申请方式
stack由系统自动分配。 例如声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为b开辟空间heap需要程序员自己申请在c中使用malloc在c中使用new 注意p1 (char *)malloc(10); 这里的p1本身是在栈中的分配的10个字节的区域在堆中
1.3 申请后系统的响应
栈只要栈的剩余空间大于所申请空间系统将为程序提供内存否则将报异常提示栈溢出堆操作系统有一个记录空闲内存地址的链表当系统收到程序的申请时 会遍历该链表寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点然后将该结点从空闲结点链表中删除并将该结点的空间分配给程序另外对于大多数系统会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小这样代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。
1.4 申请大小的限制
栈栈是向低地址扩展的数据结构是一块连续的内存的区域即栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的如果申请的空间超过栈的剩余空间时将提示overflow。 能从栈获得的空间较小 堆堆是向高地址扩展的数据结构是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的自然是不连续的而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。 堆获得的空间比较灵活也比较大。
1.5 申请效率
栈由系统自动分配速度较快。但程序员是无法控制的。堆是由new分配的内存一般速度比较慢而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.
1.6 堆和栈中的存储内容
栈在函数调用时第一个进栈的是主函数的下一条指令函数调用语句的下一条可执行语句的地址然后是函数的各个参数然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。当本次函数调用结束后局部变量先出栈然后是参数最后栈顶指针指向最开始存的地址也就是主函数中的下一条指令程序由该点继续运行。堆一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。
1.7 栈溢出的情况
局部数组过大递归调用层次太多压栈次数太多
2. 缓冲区溢出的危害
缓冲区是指展示放置输入输出资料的内存缓冲区溢出是指向缓冲区填充数据时超出了缓冲区本身的容量溢出的数据覆盖了合法数据危害程序崩溃、跳转执行一段恶意代码
3. 分段和分页
分段和分页的出现是为了解决连续分配内存管理带来的问题而设计出的一种新管理内存的方案
3.1 分段
一个进程不是完完整整的放入到连续的内存区域而是把进程分段放入内存因为把进程连续的放入内存带来的问题就是碎片问题很严重所以分段放入内存就可以有效的缓解碎片问题分段允许逻辑地址空间的进程放入内存是不连续的也就是说在内存的进程不是连续排列的而是七零八落散落各个位置分段的基本思路 分段机制的逻辑地址位由段号段内位移组成为了让逻辑地址映射到物理地址OS需要维护一张表该表名字就是段表段表里记录三个信息1. 段号2.段内基地址3.段的大小当我们逻辑地址需要转为物理地址时候需要先查找逻辑地址的段号根据段号去段表查找该段的基地址还有段的大小再把段的基地址和段的大小放入两个寄存器base 和 limit 两个寄存器中再拿到limit寄存器的值也就是段的大小和逻辑地址的段内位移比较段内唯一比段的大小大就是非法地址段内唯一比短的大小小就是合法地址合法地址就把段内位移加上base寄存器的值也就是段内基地址这样就找到了物理地址。
3.2 分页
分段管理虽然减少了内存碎片但是减少的还是不够多多多少少还是会有内存碎片为进一步减少内存碎片问题提出分页机制分页的基本思路 把内存分为固定大小的分区程序也被切成固定大小分区内存固定大小的分区叫页框程序的固定大小分区称为页面页框的大小是等于页面的大小的分页也会产生内存碎片但是这个内存碎片式可控的;假设固定大小为4kb而程序只有39kb的大小那么分10个页面只有第10个页面的大小为3kb其他页面的大小都是4kb当把程序的每个页面都放进内存的也框中只有第10个页面是占页框的3kb页框就会剩下1kb这也是内部碎片的产生但是这个内部碎片很小说明我们控制的还是相当合理的有了分页机制我们的逻辑地址就可以表示为页号页内位移逻辑地址转物理地址就可以通过逻辑地址的页号找到对应的页框然后页框号乘于页框大小加上页内位移就得到了物理地址OS内部是直接通过把逻辑地址的页号替换成页号对应的页框然后就和页内位移直接组合成物理地址。
3.3 分段与分页的区别
分段的是以信息逻辑单位划分内存空间也就是每个程序的空间是一个一个逻辑划分的比如一个函数一个函数的逻辑单元而分页就是固定大小的空间划分的分段的段长是任意的分页的页长由系统确定分段中段的起始地址可以从主存任一地址开始分页中页框起始地址只能以页框大小的整数倍开始分段会产生外部碎片分页消除了外部碎片但会出现内部碎片
4. 页面置换算法发⽣缺⻚异常时调换⻚⾯
页面置换算法主要用于解决进程运行过程中内存不足的问题。当进程需要访问的页面不在内存内而内存又已满时就需要通过页面置换算法选择一个页面进行替换以腾出空间加载所需页面。FIFO先进先出算法 每次选择最早进⼊内存的⻆⾊进⾏切换。这种策略很简单只需要维护⼀个⻆⾊队列每次淘汰队⾸的⻆⾊然后把新的⻆⾊加⼊队尾。但是FIFO算法可能会淘汰⼀些经常被使⽤的⻆⾊导致切换次数增加。FIFO算法有可能出现⻉拉迪异常即当分配给内存的空间增加时切换次数反⽽增加。 LRU最近最少使⽤算法 每次选择最⻓时间没有被使⽤的⻆⾊进⾏切换。这种策略基于你对⻆⾊的喜好认为最近被使⽤过的⻆⾊很可能还会被使⽤⽽最久未被使⽤的⻆⾊很可能不会再被使⽤。LRU算法可以有效地减少切换次数但是实现起来⽐较复杂需要记录每个⻆⾊的使⽤时间或者维护⼀个使⽤顺序的列表。 最佳⻚⾯置换算法(OPT) 置换在未来最⻓时间不访问的⻚⾯在实际系统中⽆法实现因为程序访问⻚⾯时是动态的我们是⽆法预知每个⻚⾯在下⼀次访问前的等待时间因此作为实际算法效率衡量标准 时钟⻚⾯置换算法 把所有的⻚⾯都保存在⼀个类似钟⾯的环形链表中⻚⾯包含⼀个访问位。当发⽣缺⻚中断时顺时针遍历⻚⾯如果访问位为1将其改为0继续遍历直到访问到访问位为0⻚⾯进⾏置换。 最不常⽤算法 记录每个⻚⾯访问次数当发⽣缺⻚中断时候将访问次数最少的⻚⾯置换出去此⽅法需要对每个⻚⾯访问次数统计额外开销。
5. 动态分区分配算法
所谓动态分区分配就是指内存在初始时不会划分区域而是会在进程装入时根据所要装入的进程大小动态地对内存空间进行划分以提高内存空间利用率降低碎片的大小首次适应算法 空闲分区以地址递增的次序链接。分配内存时顺序查找找到大小满足要求的第一个空闲分区就进行分配。 临近适应算法 又称循环首次适应法由首次适应法演变而成不同之处是分配内存时从上一次查找结束的位置开始继续查找。 最佳适应算法 空闲分区按容量递增形成分区链找到第一个能满足要求的空闲分区就进行分配。优先使用小的空闲区这样会留下很多外部碎片 最坏适应算法 空闲分区以容量递减的次序链接找到第一个能满足要求的空闲分区也就是最大的分区就进行分配 算法对比 6. 虚拟内存
虚拟内存使得应⽤程序认为拥有连续的可⽤的内存实际上是多个物理内存碎⽚虚拟内存使⽤部分加载的技术让⼀个进程或者资源的某些⻚⾯加载进内存(不是全部加载)从⽽能够加载更多的进程甚⾄能加载⽐内存⼤的进程优点 较⼩的可⽤内存中执⾏较⼤的用户程序在内存中容纳更多程序并发执⾏与覆盖技术相⽐不会影响编程时的程序结构 缺点占用了一定的物理硬盘空间虚拟内存实现⽅式请求分⻚存储管理、分段、段⻚式
7. 常见的内存分配错误
内存没有分配成功却使⽤了内存分配成功但未初始化内存分配成功且初始化但操作越界忘记释放内存内存泄露释放内存依旧使⽤释放后没有置为NULL产⽣野指针
8. 内存交换中被换出的进程保存在哪
保存在磁盘中也就是外存中磁盘 文件区 对换区进程存放在对换区 文件区存放⽂件、离散分配、追求空间利⽤率对换区存放进程数据、连续分配、提⾼对换速度
9. 抖动/颠簸
刚刚换出的⻚⾯⻢上换⼊内存刚刚换⼊的⻚⾯⻢上换出外存频繁的⻚⾯调度就会出现抖动颠簸原因进程频繁访问的⻚⾯数⽬⽐分配的物理块多抖动影响效率虚拟内存管理器将⼀定量的内存⻚驻留在内存中根据进程工作的指标动态调整这个⻚⾯数量
10. 操作系统的局部性原理
程序常常会使⽤集中在⼀起的局部数据时间局部性被引⽤过⼀次的存储器位置会在未来被多次引⽤通常在循环中空间局部性⼀个存储器的位置被引⽤那么将来他附近的位置也会被引⽤
