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应该根据内存使用的生命周期#xff0c;选择合适的内存空间应该尽量使用连续内存如果不想在设计封装性上付出太多代价#xff0c;全部放入全局空间也比较可取
空间类型特点全局空间生命周期最久#xff0c;空间连续#xff0c;变量分配紧致#xff0c;但存在浪…结论先行
应该根据内存使用的生命周期选择合适的内存空间应该尽量使用连续内存如果不想在设计封装性上付出太多代价全部放入全局空间也比较可取
空间类型特点全局空间生命周期最久空间连续变量分配紧致但存在浪费物理内存的风险栈空间临时生命周期但仍具有类似全局空间连续内存、变量分配紧致的优势 。不过空间大小受限堆空间建议临时生命周期使用但在连续内存视角上存在劣势易形成碎片。不过如果空间类型使用正确碎片问题并不大临时生命周期内存在不超过栈空间约束的情况下可以考虑直接用栈空间
缘由
近段几乎有一股魔怔想将全局空间内的某些大内存变量给尽量放入栈空间、或次之放入堆空间以利于全局空间仅有少部分共享数据。
此种想法从系统以少量全局信息开始自举以及设计上的封装性来看是非常好的避免全局变量空间成为一个垃圾场充满各种杂乱无章和飞线乱飞让代码更容易被理解、维护。
但是后来细细想想、根据已掌握的内存使用知识梳理了一下这样做的实用价值并不算太大
那么让我们来聊聊这个问题
推演
白话理论
机器结构倾向于临近访问以利于CPU缓存、避免缺页处理 缓存设计深入的、进一步的要求则需要区分读写进行读写分离将读、写分块、分区存放使得读内存区域具有cache友好性 无论全局空间、还是堆空间、栈空间均在内存被真实访问的时间才转化为物理内存占用 无论哪种空间使用方式在内存使用生命周期大致相同的情况下真实占用物理内存差距并不大而真实内存才是最宝贵的 根据临时性的内存的生命周期选择栈空间或堆空间相比较于全局空间在真实内存占用量这块存在一定优势 虚拟内存空间与物理内存之间存在页表映射倾向于页表数量比较少甚至在必要场合使用巨页技术 要尽量减少页表最直接的要求就是申请量要少甚至使用巨页技术
可以看到以上内存使用约束带来的影响不同的不见得都是正相关
如果变量全部在全局空间会怎么样
如果极端地变量使用内存全部存放在全局空间那么除了设计上的劣势外会具有一些什么好处呢
空间连续页表减少变量分配紧致、内存碎片可能较少在预防内存不足的场景具有相对优势
甚至由于在程序启动时全局空间已由OS系统分配完毕也就给OS在全局内存空间占用较多的时间达到系统优化阈值之后使用巨页的自动优化留下了空间。
不过OS对全局空间占用比较大的场景是否透明地采用巨页技术仅是猜测未经考证但存在此种可能看OS系统的进取心了 补充劣势 全局变量空间较大笔者曾遇到valgrind检测失败的情况 栈空间
栈空间在线程创建时即进行申请根据ulimit -s的限定相当于一块连续的大内存也拥有全局空间的优势和变量分配的紧致但却是临时生命周期内存空间的乐园。
使用技巧在main函数或Thread Entry函数入口处栈空间与全局变量几乎具有同等的生命周期而且具有良好的封装性
堆空间
因为堆空间内存申请、释放的时机与内存大小的随机性比较大可能存在内存碎片建议对于典型、已知应用场景使用拥有连续内存的用户自定义的内存分配器进行管理。
内存碎片对于在堆空间存活时间长的内存空间比较敏感如果内存空间都很临时其实碎片的可能性也大为减小。
但峰值场景值得警惕
根据这个原则开发者应对内存生命周期比较长的内存使用转化为全局空间或用户自定义内存管理器所开辟的空间避免形成内存碎片。
最后说点
虽然说针对于C 语言程序探讨问题但我想因为C语言对于机器的优秀建模所以其它编程语言也大差不差。
对于此问题的认识来源于分析的方法
抛出一个简单模型观察、观察推演其极致情况看看究竟在理解和把握前两者之后对混合情况进行分析、分析
