編譯器管理的內存

❶ 求知道java是如何進行內存管理和垃圾回收的

一部分是編譯器處理的，一部分是Java虛擬機實現的。如下：
通常Java用堆內存和棧內存來存放數據。
（heap）內存：由Java虛擬機的垃圾回收器來管理，可以動態地分配內存大小。new出來的對象總是存儲在堆內存中。
（stack）內存：由編譯器自動分配釋放，存取速度比堆內存快，但存儲在棧中的數據大小與生存期必須是確定的，缺乏靈活性。基礎數據類型 一般存儲在棧內存中。
關於Java的內存管理和垃圾回收機制，在秒秒學上可以看到的。

❷ 編譯器編譯高級語言為低級語言的時候，給全局變數或靜態變數是如何分配內存的

對於C和C++的編譯器，全局變數和靜態變數都是在專門的數據區保存的，更具體一點，一般是在.data和.bss段保存的，具體在哪個段，編譯器會根據代碼中是否對這些變數進行了初始化來決定，如果初始化過，並且初始化的值不為0，那麼這個這個變數一般就會被放在編譯結果的.data段中，否則就是放在.bss段中。
.data段中就保存變數的符號，還保存變數的初始化值，而在.bss段中，只保存變數的符號，而不保存值，這是因為這部分的變數都將被初始化為0，這也是為什麼static聲明的變數即使沒有初始化也會是0的原因。
這些段都會在程序被執行的時候由操作系統（或鏈接器）載入到指定的內存中，便完成相應的初始化。

❸ 為什麼編譯器或系統要定義某段內存為堆棧，然後按其特有的」後進先出「方式存取數據

堆棧是方便管理內存，特別是在函數調用這一類的地方使用。系統為堆棧的管理做了相當多的工作。舉個例子吧，A函數調用B函數，假如要傳遞一個參數，你需要在內存中某個地方申請一塊地方，存儲這個參數，然後B函數通過某種方法知道這個參數的地址在哪，有多大等等，然後B函數又調用C函數，B函數又需要申請一塊內存，而且還不能和A函數申請的一樣。這些林林種種的工作很繁雜，但CPU和OS結合幫我們解決這些問題，不是很好嗎？而堆就是一塊可以用戶自己控制的內存，當然需要先申請，你不能總是申請數組這種靜態內存吧？所有堆提供了動態的特性。

❹ 操作系統執行可執行程序時，內存分配是怎樣的

在操作系統中，一個進程就是處於執行期的程序（當然包括系統資源），實際上正在執行的程序代碼的活標本。那麼進程的邏輯地址空間是如何劃分的呢？

圖1做了簡單的說明(Linux系統下的)：

圖一

左邊的是UNIX/LINUX系統的執行文件，右邊是對應進程邏輯地址空間的劃分情況。

一般認為在c中分為這幾個存儲區： 1. 棧 －－有編譯器自動分配釋放 2. 堆 －－ 一般由程序員分配釋放，若程序員不釋放，程序結束時可能由OS回收 3. 全局區（靜態區） －－ 全局變數和靜態變數的存儲是放在一塊的，初始化的全局變數和靜態變數在一塊區域，未初始化的全局變數和未初始化的靜態變數在相鄰的另一塊區域。程序結束釋放。 4. 另外還有一個專門放常量的地方。程序結束釋放。 在函數體中定義的變數通常是在棧上，用malloc, calloc, realloc等分配內存的函數分配得到的就是在堆上。在所有函數體外定義的是全局量，加了static修飾符後不管在哪裡都存放在全局區（靜態區）,在所有函數體外定義的static變數表示在該文件中有效，不能extern到別的文件用，在函數體內定義的static表示只在該函數體內有效。另外，函數中的"adgfdf"這樣的字元串存放在常量區。比如：代碼:

int a = 0; //全局初始化區

char *p1; //全局未初始化區

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； //全局（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"優化成一塊。

}

還有就是函數調用時會在棧上有一系列的保留現場及傳遞參數的操作。 棧的空間大小有限定，vc的預設是2M。棧不夠用的情況一般是程序中分配了大量數組和遞歸函數層次太深。有一點必須知道，當一個函數調用完返回後它會釋放該函數中所有的棧空間。棧是由編譯器自動管理的，不用你操心。 堆是動態分配內存的，並且你可以分配使用很大的內存。但是用不好會產生內存泄漏。並且頻繁地malloc和free會產生內存碎片（有點類似磁碟碎片），因為c分配動態內存時是尋找匹配的內存的。而用棧則不會產生碎片。 在棧上存取數據比通過指針在堆上存取數據快些。 一般大家說的堆棧和棧是一樣的，就是棧(stack)，而說堆時才是堆heap. 棧是先入後出的，一般是由高地址向低地址生長。

堆(heap)和堆棧(stack)的區別

2.1申請方式stack:由系統自動分配。 例如，聲明在函數中一個局部變數 int b; 系統自動在棧中為b開辟空間heap:需要程序員自己申請，並指明大小，在c中malloc函數

如p1 = (char *)malloc(10);

在C++中用new運算符

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，系統將為程序提供內存，否則將報異常提示棧溢出。堆：首先應該知道操作系統有一個記錄空閑內存地址的鏈表，當系統收到程序的申請時，會遍歷該鏈表，尋找第一個空間大於所申請空間的堆結點，然後將該結點從空閑結點鏈表中刪除，並將該結點的空間分配給程序，另外，對於大多數系統，會在這塊內存空間中的首地址處記錄本次分配的大小，這樣，代碼中的delete語句才能正確的釋放本內存空間。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閑鏈表中。

2.3

2.4申請效率的比較：棧由系統自動分配，速度較快。但程序員是無法控制的。堆是由new分配的內存，一般速度比較慢，而且容易產生內存碎片,不過用起來最方便.另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配內存，他不是在堆，也不是在棧是直接在進程的地址空間中保留一快內存，雖然用起來最不方便。但是速度快，也最靈活。

2.5堆和棧中的存儲內容棧： 在函數調用時，第一個進棧的是主函數中後的下一條指令（函數調用語句的下一條可執行語句）的地址，然後是函數的各個參數，在大多數的C編譯器中，參數是由右往左入棧的，然後是函數中的局部變數。注意靜態變數是不入棧的。當本次函數調用結束後，局部變數先出棧，然後是參數，最後棧頂指針指向最開始存的地址，也就是主函數中的下一條指令，程序由該點繼續運行。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序員安排。

2.6存取效率的比較

char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";

char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";

aaaaaaaaaaa是在運行時刻賦值的；

而bbbbbbbbbbb是在編譯時就確定的；

但是，在以後的存取中，在棧上的數組比指針所指向的字元串(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;

}

對應的匯編代碼

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元串中的元素讀到寄存器cl中，而第二種則要先把指針值讀到edx中，在根據edx讀取字元，顯然慢了。

2.7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里吃飯，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、洗菜等准備工作和洗碗、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：操作系統方面的堆和棧，如上面說的那些，不多說了。還有就是數據結構方面的堆和棧，這些都是不同的概念。這里的堆實際上指的就是（滿足堆性質的）優先隊列的一種數據結構，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數據結構。雖然堆棧，堆棧的說法是連起來叫，但是他們還是有很大區別的，連著叫只是由於歷史的原因。

申請大小的限制棧：在Windows下,棧是向低地址擴展的數據結構，是一塊連續的內存的區域。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：堆是向高地址擴展的數據結構，是不連續的內存區域。這是由於系統是用鏈表來存儲的空閑內存地址的，自然是不連續的，而鏈表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內存。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。一、預備知識—程序的內存分配一個由c/C++編譯的程序佔用的內存分為以下幾個部分

1、棧區（stack）— 由編譯器自動分配釋放 ，存放函數的參數值，局部變數的值等。其操作方式類似於數據結構中的棧。2、堆區（heap）— 一般由程序員分配釋放， 若程序員不釋放，程序結束時可能由OS回收 。注意它與數據結構中的堆是兩回事，分配方式倒是類似於鏈表，呵呵。3、全局區（靜態區）（static）—全局變數和靜態變數的存儲是放在一塊的，初始化的全局變數和靜態變數在一塊區域， 未初始化的全局變數和未初始化的靜態變數在相鄰的另一塊區域。 - 程序結束後有系統釋放4、文字常量區 —常量字元串就是放在這里的。 程序結束後由系統釋放5、程序代碼區(text)—存放函數體的二進制代碼。

❺ 介紹下C++中的內存分配

原帖摘自CSDN論壇

五大內存分區
在C++中，內存分成5個區，他們分別是堆、棧、自由存儲區、全局/靜態存儲區和常量存儲區。
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存儲區。裡面的變數通常是局部變數、函數參數等。
堆，就是那些由new分配的內存塊，他們的釋放編譯器不去管，由我們的應用程序去控制，一般一個new就要對應一個delete。如果程序員沒有釋放掉，那麼在程序結束後，操作系統會自動回收。
自由存儲區，就是那些由malloc等分配的內存塊，他和堆是十分相似的，不過它是用free來結束自己的生命的。
全局/靜態存儲區，全局變數和靜態變數被分配到同一塊內存中，在以前的C語言中，全局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內存區。
常量存儲區，這是一塊比較特殊的存儲區，他們裡面存放的是常量，不允許修改（當然，你要通過非正當手段也可以修改，而且方法很多，在《const的思考》一文中，我給出了6種方法）

明確區分堆與棧
在bbs上，堆與棧的區分問題，似乎是一個永恆的話題，由此可見，初學者對此往往是混淆不清的，所以我決定拿他第一個開刀。
首先，我們舉一個例子：
void f() { int* p=new int[5]; }
這條短短的一句話就包含了堆與棧，看到new，我們首先就應該想到，我們分配了一塊堆內存，那麼指針p呢？他分配的是一塊棧內存，所以這句話的意思就是：在棧內存中存放了一個指向一塊堆內存的指針p。在程序會先確定在堆中分配內存的大小，然後調用operator new分配內存，然後返回這塊內存的首地址，放入棧中，他在VC6下的匯編代碼如下：
00401028 push 14h
0040102A call operator new (00401060)
0040102F add esp,4
00401032 mov dword ptr [ebp-8],eax
00401035 mov eax,dword ptr [ebp-8]
00401038 mov dword ptr [ebp-4],eax
這里，我們為了簡單並沒有釋放內存，那麼該怎麼去釋放呢？是delete p么？澳，錯了，應該是delete []p，這是為了告訴編譯器：我刪除的是一個數組，VC6就會根據相應的Cookie信息去進行釋放內存的工作。
好了，我們回到我們的主題：堆和棧究竟有什麼區別？
主要的區別由以下幾點：
1、管理方式不同；
2、空間大小不同；
3、能否產生碎片不同；
4、生長方向不同；
5、分配方式不同；
6、分配效率不同；
管理方式：對於棧來講，是由編譯器自動管理，無需我們手工控制；對於堆來說，釋放工作由程序員控制，容易產生memory leak。
空間大小：一般來講在32位系統下，堆內存可以達到4G的空間，從這個角度來看堆內存幾乎是沒有什麼限制的。但是對於棧來講，一般都是有一定的空間大小的，例如，在VC6下面，默認的棧空間大小是1M（好像是，記不清楚了）。當然，我們可以修改：
打開工程，依次操作菜單如下：Project->Setting->Link，在Category 中選中Output，然後在Reserve中設定堆棧的最大值和commit。
注意：reserve最小值為4Byte；commit是保留在虛擬內存的頁文件裡面，它設置的較大會使棧開辟較大的值，可能增加內存的開銷和啟動時間。
碎片問題：對於堆來講，頻繁的new/delete勢必會造成內存空間的不連續，從而造成大量的碎片，使程序效率降低。對於棧來講，則不會存在這個問題，因為棧是先進後出的隊列，他們是如此的一一對應，以至於永遠都不可能有一個內存塊從棧中間彈出，在他彈出之前，在他上面的後進的棧內容已經被彈出，詳細的可以參考數據結構，這里我們就不再一一討論了。
生長方向：對於堆來講，生長方向是向上的，也就是向著內存地址增加的方向；對於棧來講，它的生長方向是向下的，是向著內存地址減小的方向增長。
分配方式：堆都是動態分配的，沒有靜態分配的堆。棧有2種分配方式：靜態分配和動態分配。靜態分配是編譯器完成的，比如局部變數的分配。動態分配由alloca函數進行分配，但是棧的動態分配和堆是不同的，他的動態分配是由編譯器進行釋放，無需我們手工實現。
分配效率：棧是機器系統提供的數據結構，計算機會在底層對棧提供支持：分配專門的寄存器存放棧的地址，壓棧出棧都有專門的指令執行，這就決定了棧的效率比較高。堆則是C/C++函數庫提供的，它的機制是很復雜的，例如為了分配一塊內存，庫函數會按照一定的演算法（具體的演算法可以參考數據結構/操作系統）在堆內存中搜索可用的足夠大小的空間，如果沒有足夠大小的空間（可能是由於內存碎片太多），就有可能調用系統功能去增加程序數據段的內存空間，這樣就有機會分到足夠大小的內存，然後進行返回。顯然，堆的效率比棧要低得多。
從這里我們可以看到，堆和棧相比，由於大量new/delete的使用，容易造成大量的內存碎片；由於沒有專門的系統支持，效率很低；由於可能引發用戶態和核心態的切換，內存的申請，代價變得更加昂貴。所以棧在程序中是應用最廣泛的，就算是函數的調用也利用棧去完成，函數調用過程中的參數，返回地址，EBP和局部變數都採用棧的方式存放。所以，我們推薦大家盡量用棧，而不是用堆。
雖然棧有如此眾多的好處，但是由於和堆相比不是那麼靈活，有時候分配大量的內存空間，還是用堆好一些。
無論是堆還是棧，都要防止越界現象的發生（除非你是故意使其越界），因為越界的結果要麼是程序崩潰，要麼是摧毀程序的堆、棧結構，產生以想不到的結果,就算是在你的程序運行過程中，沒有發生上面的問題，你還是要小心，說不定什麼時候就崩掉，那時候debug可是相當困難的：）
對了，還有一件事，如果有人把堆棧合起來說，那它的意思是棧，可不是堆，呵呵，清楚了？

❻ 什麼是C的內存管理實現機制

分區管理
一個由C/C++編譯的程序佔用的內存分為以下幾個部分：
(1) 棧區(stack) : 由編譯器自動分配釋放 ，存放函數的參數值，局部變數的值等。其操作方式類似於數據結構中的棧，地址由高向低延伸。
(2) 堆區(heap): 一般由程序員分配釋放，由程序執行過程中動態申請分配的內存，地址由低向高延伸，與棧區正好相反。若程序員不釋放，程序結束時可能由OS回收 。注意它與數據結構中的堆是兩回事，分配方式類似於鏈表。
(3) 全局區(靜態區static) :全局變數和靜態變數的存儲是放在一塊的，初始化的全局變數和靜態變數在一塊區域， 未初始化的全局變數和未初始化的靜態變數在相鄰的另一塊區域。程序結束後有系統釋放。
(4) 文字常量區: 常量字元串就是放在這里的。程序結束後由系統釋放。 (5) 程序代碼區： 存放函數體得二進制代碼。

❼ c++內存管理

char *a="asdfasdfasdf"，你不能夠釋放a所佔的資源
關於什麼時候它的資源會釋放，要看它的作用域，如果它的作用域是局部的：比如數據塊中{}，或函數中，那麼在跳出數據塊與函數後，它的內存就被釋放了，如果它的作用域為全局，或static，那麼知道程序結束後，它的內存就釋放了
int a = 10；同樣也不可以手動釋放它所佔的內存，關於它什麼時候被釋放，要看它的作用域，同上，要知道它存在哪裡，顯然它不會存在動態內存空間，那麼它只有存在於靜態內存空間與棧空間了，而究竟是靜態內存空間，還是棧空間也是由它的作用域決定，作用域為全局的就存在靜態內存空間中，作用域為局部的就存在棧內存空間中
如果你的意思是要知道a真正的地址，那麼就涉及到邏輯地址於物理地址的概念，設計到內存映射的概念
如果你感興趣需要多看點書

❽ 我們經常看到書上面說的 某某變數的內存單元是編譯器在編譯時候分配的 是什麼意思

所謂在編譯期間分配空間指的是靜態分配空間（相對於用new動態申請空間），如全局變數或靜態變數（包括一些復雜類型的常量），它們所需要的空間大小可以

明確計算出來，並且不會再改變，因此它們可以直接存放在可執行文件的特定的節里（而且包含初始化的值），程序運行時也是直接將這個節載入到特定的段中，不
必在程序運行期間用額外的代碼來產生這些變數。
其實在運行期間再看「變數」這個概念就不再具備編譯期間那麼多的屬性了（諸如名稱，類型，作用
域，生存期等等），對應的只是一塊內存（只有首址和大小），
所以在運行期間動態申請的空間，是需要額外的代碼維護，以確保不同變數不會混用內存。比如寫new表示有一塊內存已經被佔用了，其它變數就不能再用它了；
寫delete表示這塊內存自由了，可以被其它變數使用了。（通常我們都是通過變數來使用內存的，就編碼而言變數是給內存塊起了個名字，用以區分彼此）
內存申請和釋放時機很重要，過早會丟失數據，過遲會耗費內存。特定情況下編譯器可以幫我們完成這項復雜的工作（增加額外的代碼維護內存空間，實
現申請和釋 放）。從這個意義上講，局部自動變數也是由編譯器負責分配空間的。進一步講，內存管理用到了我們常常掛在嘴邊的堆和棧這兩種數據結構。
最後對於「編譯器分配空間」這種不嚴謹的說法，你可以理解成編譯期間它為你規劃好了這些變數的內存使用方案，這個方案寫到可執行文件裡面了（該文件中包含若干並非出自你大腦衍生的代碼），直到程序運行時才真正拿出來執行。

❾ 有沒有java高手從編譯器和內存管理的角度解析一下java的向上轉型跟向下轉型

不是高手，談下我的淺見。要具體分為編譯時和運行時，舉個例子給你
List list = new ArrayList();
編譯器編譯的時候，編譯器只認為生成的是List類型的對象，編譯器時只認為list是一個指向List類型的引用；並不分配實際內存。
運行的時候，內存裡面分配一個list引用地址，分配一片內存區域來放置實際生成的ArrayList對象，所以此時可以完成『父類』list轉向子類ArrayList的 轉型；