编译器管理的内存

❶ 求知道java是如何进行内存管理和垃圾回收的

一部分是编译器处理的，一部分是Java虚拟机实现的。如下：
通常Java用堆内存和栈内存来存放数据。
（heap）内存：由Java虚拟机的垃圾回收器来管理，可以动态地分配内存大小。new出来的对象总是存储在堆内存中。
（stack）内存：由编译器自动分配释放，存取速度比堆内存快，但存储在栈中的数据大小与生存期必须是确定的，缺乏灵活性。基础数据类型 一般存储在栈内存中。
关于Java的内存管理和垃圾回收机制，在秒秒学上可以看到的。

❷ 编译器编译高级语言为低级语言的时候，给全局变量或静态变量是如何分配内存的

对于C和C++的编译器，全局变量和静态变量都是在专门的数据区保存的，更具体一点，一般是在.data和.bss段保存的，具体在哪个段，编译器会根据代码中是否对这些变量进行了初始化来决定，如果初始化过，并且初始化的值不为0，那么这个这个变量一般就会被放在编译结果的.data段中，否则就是放在.bss段中。
.data段中就保存变量的符号，还保存变量的初始化值，而在.bss段中，只保存变量的符号，而不保存值，这是因为这部分的变量都将被初始化为0，这也是为什么static声明的变量即使没有初始化也会是0的原因。
这些段都会在程序被执行的时候由操作系统（或链接器）加载到指定的内存中，便完成相应的初始化。

❸ 为什么编译器或系统要定义某段内存为堆栈，然后按其特有的”后进先出“方式存取数据

堆栈是方便管理内存，特别是在函数调用这一类的地方使用。系统为堆栈的管理做了相当多的工作。举个例子吧，A函数调用B函数，假如要传递一个参数，你需要在内存中某个地方申请一块地方，存储这个参数，然后B函数通过某种方法知道这个参数的地址在哪，有多大等等，然后B函数又调用C函数，B函数又需要申请一块内存，而且还不能和A函数申请的一样。这些林林种种的工作很繁杂，但CPU和OS结合帮我们解决这些问题，不是很好吗？而堆就是一块可以用户自己控制的内存，当然需要先申请，你不能总是申请数组这种静态内存吧？所有堆提供了动态的特性。

❹ 操作系统执行可执行程序时，内存分配是怎样的

在操作系统中，一个进程就是处于执行期的程序（当然包括系统资源），实际上正在执行的程序代码的活标本。那么进程的逻辑地址空间是如何划分的呢？

图1做了简单的说明(Linux系统下的)：

图一

左边的是UNIX/LINUX系统的执行文件，右边是对应进程逻辑地址空间的划分情况。

一般认为在c中分为这几个存储区： 1. 栈 －－有编译器自动分配释放 2. 堆 －－ 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 3. 全局区（静态区） －－ 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。程序结束释放。 4. 另外还有一个专门放常量的地方。程序结束释放。 在函数体中定义的变量通常是在栈上，用malloc, calloc, realloc等分配内存的函数分配得到的就是在堆上。在所有函数体外定义的是全局量，加了static修饰符后不管在哪里都存放在全局区（静态区）,在所有函数体外定义的static变量表示在该文件中有效，不能extern到别的文件用，在函数体内定义的static表示只在该函数体内有效。另外，函数中的"adgfdf"这样的字符串存放在常量区。比如：代码:

int a = 0; //全局初始化区

char *p1; //全局未初始化区

main(){

int b; //栈

char s[] = "abc"; //栈

char *p2; //栈

char *p3 = "123456"; //123456在常量区，p3在栈上。

static int c = 0； //全局（静态）初始化区

p1 = (char *)malloc(10);

p2 = (char *)malloc(20);//分配得来得10和20字节的区域就在堆区。

strcpy(p1, "123456");//123456放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向 的"123456"优化成一块。

}

还有就是函数调用时会在栈上有一系列的保留现场及传递参数的操作。 栈的空间大小有限定，vc的缺省是2M。栈不够用的情况一般是程序中分配了大量数组和递归函数层次太深。有一点必须知道，当一个函数调用完返回后它会释放该函数中所有的栈空间。栈是由编译器自动管理的，不用你操心。 堆是动态分配内存的，并且你可以分配使用很大的内存。但是用不好会产生内存泄漏。并且频繁地malloc和free会产生内存碎片（有点类似磁盘碎片），因为c分配动态内存时是寻找匹配的内存的。而用栈则不会产生碎片。 在栈上存取数据比通过指针在堆上存取数据快些。 一般大家说的堆栈和栈是一样的，就是栈(stack)，而说堆时才是堆heap. 栈是先入后出的，一般是由高地址向低地址生长。

堆(heap)和堆栈(stack)的区别

2.1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，并指明大小，在c中malloc函数

如p1 = (char *)malloc(10);

在C++中用new运算符

如p2 = (char *)malloc(10);

但是注意p1、p2本身是在栈中的。

2.2 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：首先应该知道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。

2.3

2.4申请效率的比较：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.另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配内存，他不是在堆，也不是在栈是直接在进程的地址空间中保留一快内存，虽然用起来最不方便。但是速度快，也最灵活。

2.5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中后的下一条指令（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，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈的，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。

2.6存取效率的比较

char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";

char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";

aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的；

而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的；

但是，在以后的存取中，在栈上的数组比指针所指向的字符串(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;

}

对应的汇编代码

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

第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中，而第二种则要先把指针值读到edx中，在根据edx读取字符，显然慢了。

2.7小结：堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出：使用栈就象我们去饭馆里吃饭，只管点菜（发出申请）、付钱、和吃（使用），吃饱了就走，不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作，他的好处是快捷，但是自由度小。使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴，比较麻烦，但是比较符合自己的口味，而且自由度大。堆和栈的区别主要分：操作系统方面的堆和栈，如上面说的那些，不多说了。还有就是数据结构方面的堆和栈，这些都是不同的概念。这里的堆实际上指的就是（满足堆性质的）优先队列的一种数据结构，第1个元素有最高的优先权；栈实际上就是满足先进后出的性质的数学或数据结构。虽然堆栈，堆栈的说法是连起来叫，但是他们还是有很大区别的，连着叫只是由于历史的原因。

申请大小的限制栈：在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在 WINDOWS下，栈的大小是2M（也有的说是1M，总之是一个编译时就确定的常数），如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示overflow。因此，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。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。一、预备知识—程序的内存分配一个由c/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分

1、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。2、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 。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表，呵呵。3、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。 - 程序结束后有系统释放4、文字常量区 —常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放5、程序代码区(text)—存放函数体的二进制代码。

❺ 介绍下C++中的内存分配

原帖摘自CSDN论坛

五大内存分区
在C++中，内存分成5个区，他们分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区。
栈，就是那些由编译器在需要的时候分配，在不需要的时候自动清楚的变量的存储区。里面的变量通常是局部变量、函数参数等。
堆，就是那些由new分配的内存块，他们的释放编译器不去管，由我们的应用程序去控制，一般一个new就要对应一个delete。如果程序员没有释放掉，那么在程序结束后，操作系统会自动回收。
自由存储区，就是那些由malloc等分配的内存块，他和堆是十分相似的，不过它是用free来结束自己的生命的。
全局/静态存储区，全局变量和静态变量被分配到同一块内存中，在以前的C语言中，全局变量又分为初始化的和未初始化的，在C++里面没有这个区分了，他们共同占用同一块内存区。
常量存储区，这是一块比较特殊的存储区，他们里面存放的是常量，不允许修改（当然，你要通过非正当手段也可以修改，而且方法很多，在《const的思考》一文中，我给出了6种方法）

明确区分堆与栈
在bbs上，堆与栈的区分问题，似乎是一个永恒的话题，由此可见，初学者对此往往是混淆不清的，所以我决定拿他第一个开刀。
首先，我们举一个例子：
void f() { int* p=new int[5]; }
这条短短的一句话就包含了堆与栈，看到new，我们首先就应该想到，我们分配了一块堆内存，那么指针p呢？他分配的是一块栈内存，所以这句话的意思就是：在栈内存中存放了一个指向一块堆内存的指针p。在程序会先确定在堆中分配内存的大小，然后调用operator new分配内存，然后返回这块内存的首地址，放入栈中，他在VC6下的汇编代码如下：
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
这里，我们为了简单并没有释放内存，那么该怎么去释放呢？是delete p么？澳，错了，应该是delete []p，这是为了告诉编译器：我删除的是一个数组，VC6就会根据相应的Cookie信息去进行释放内存的工作。
好了，我们回到我们的主题：堆和栈究竟有什么区别？
主要的区别由以下几点：
1、管理方式不同；
2、空间大小不同；
3、能否产生碎片不同；
4、生长方向不同；
5、分配方式不同；
6、分配效率不同；
管理方式：对于栈来讲，是由编译器自动管理，无需我们手工控制；对于堆来说，释放工作由程序员控制，容易产生memory leak。
空间大小：一般来讲在32位系统下，堆内存可以达到4G的空间，从这个角度来看堆内存几乎是没有什么限制的。但是对于栈来讲，一般都是有一定的空间大小的，例如，在VC6下面，默认的栈空间大小是1M（好像是，记不清楚了）。当然，我们可以修改：
打开工程，依次操作菜单如下：Project->Setting->Link，在Category 中选中Output，然后在Reserve中设定堆栈的最大值和commit。
注意：reserve最小值为4Byte；commit是保留在虚拟内存的页文件里面，它设置的较大会使栈开辟较大的值，可能增加内存的开销和启动时间。
碎片问题：对于堆来讲，频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续，从而造成大量的碎片，使程序效率降低。对于栈来讲，则不会存在这个问题，因为栈是先进后出的队列，他们是如此的一一对应，以至于永远都不可能有一个内存块从栈中间弹出，在他弹出之前，在他上面的后进的栈内容已经被弹出，详细的可以参考数据结构，这里我们就不再一一讨论了。
生长方向：对于堆来讲，生长方向是向上的，也就是向着内存地址增加的方向；对于栈来讲，它的生长方向是向下的，是向着内存地址减小的方向增长。
分配方式：堆都是动态分配的，没有静态分配的堆。栈有2种分配方式：静态分配和动态分配。静态分配是编译器完成的，比如局部变量的分配。动态分配由alloca函数进行分配，但是栈的动态分配和堆是不同的，他的动态分配是由编译器进行释放，无需我们手工实现。
分配效率：栈是机器系统提供的数据结构，计算机会在底层对栈提供支持：分配专门的寄存器存放栈的地址，压栈出栈都有专门的指令执行，这就决定了栈的效率比较高。堆则是C/C++函数库提供的，它的机制是很复杂的，例如为了分配一块内存，库函数会按照一定的算法（具体的算法可以参考数据结构/操作系统）在堆内存中搜索可用的足够大小的空间，如果没有足够大小的空间（可能是由于内存碎片太多），就有可能调用系统功能去增加程序数据段的内存空间，这样就有机会分到足够大小的内存，然后进行返回。显然，堆的效率比栈要低得多。
从这里我们可以看到，堆和栈相比，由于大量new/delete的使用，容易造成大量的内存碎片；由于没有专门的系统支持，效率很低；由于可能引发用户态和核心态的切换，内存的申请，代价变得更加昂贵。所以栈在程序中是应用最广泛的，就算是函数的调用也利用栈去完成，函数调用过程中的参数，返回地址，EBP和局部变量都采用栈的方式存放。所以，我们推荐大家尽量用栈，而不是用堆。
虽然栈有如此众多的好处，但是由于和堆相比不是那么灵活，有时候分配大量的内存空间，还是用堆好一些。
无论是堆还是栈，都要防止越界现象的发生（除非你是故意使其越界），因为越界的结果要么是程序崩溃，要么是摧毁程序的堆、栈结构，产生以想不到的结果,就算是在你的程序运行过程中，没有发生上面的问题，你还是要小心，说不定什么时候就崩掉，那时候debug可是相当困难的：）
对了，还有一件事，如果有人把堆栈合起来说，那它的意思是栈，可不是堆，呵呵，清楚了？

❻ 什么是C的内存管理实现机制

分区管理
一个由C/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分：
(1) 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，地址由高向低延伸。
(2) 堆区(heap): 一般由程序员分配释放，由程序执行过程中动态申请分配的内存，地址由低向高延伸，与栈区正好相反。若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收 。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式类似于链表。
(3) 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。程序结束后有系统释放。
(4) 文字常量区: 常量字符串就是放在这里的。程序结束后由系统释放。 (5) 程序代码区： 存放函数体得二进制代码。

❼ c++内存管理

char *a="asdfasdfasdf"，你不能够释放a所占的资源
关于什么时候它的资源会释放，要看它的作用域，如果它的作用域是局部的：比如数据块中{}，或函数中，那么在跳出数据块与函数后，它的内存就被释放了，如果它的作用域为全局，或static，那么知道程序结束后，它的内存就释放了
int a = 10；同样也不可以手动释放它所占的内存，关于它什么时候被释放，要看它的作用域，同上，要知道它存在哪里，显然它不会存在动态内存空间，那么它只有存在于静态内存空间与栈空间了，而究竟是静态内存空间，还是栈空间也是由它的作用域决定，作用域为全局的就存在静态内存空间中，作用域为局部的就存在栈内存空间中
如果你的意思是要知道a真正的地址，那么就涉及到逻辑地址于物理地址的概念，设计到内存映射的概念
如果你感兴趣需要多看点书

❽ 我们经常看到书上面说的 某某变量的内存单元是编译器在编译时候分配的 是什么意思

所谓在编译期间分配空间指的是静态分配空间（相对于用new动态申请空间），如全局变量或静态变量（包括一些复杂类型的常量），它们所需要的空间大小可以

明确计算出来，并且不会再改变，因此它们可以直接存放在可执行文件的特定的节里（而且包含初始化的值），程序运行时也是直接将这个节加载到特定的段中，不
必在程序运行期间用额外的代码来产生这些变量。
其实在运行期间再看“变量”这个概念就不再具备编译期间那么多的属性了（诸如名称，类型，作用
域，生存期等等），对应的只是一块内存（只有首址和大小），
所以在运行期间动态申请的空间，是需要额外的代码维护，以确保不同变量不会混用内存。比如写new表示有一块内存已经被占用了，其它变量就不能再用它了；
写delete表示这块内存自由了，可以被其它变量使用了。（通常我们都是通过变量来使用内存的，就编码而言变量是给内存块起了个名字，用以区分彼此）
内存申请和释放时机很重要，过早会丢失数据，过迟会耗费内存。特定情况下编译器可以帮我们完成这项复杂的工作（增加额外的代码维护内存空间，实
现申请和释 放）。从这个意义上讲，局部自动变量也是由编译器负责分配空间的。进一步讲，内存管理用到了我们常常挂在嘴边的堆和栈这两种数据结构。
最后对于“编译器分配空间”这种不严谨的说法，你可以理解成编译期间它为你规划好了这些变量的内存使用方案，这个方案写到可执行文件里面了（该文件中包含若干并非出自你大脑衍生的代码），直到程序运行时才真正拿出来执行。

❾ 有没有java高手从编译器和内存管理的角度解析一下java的向上转型跟向下转型

不是高手，谈下我的浅见。要具体分为编译时和运行时，举个例子给你
List list = new ArrayList();
编译器编译的时候，编译器只认为生成的是List类型的对象，编译器时只认为list是一个指向List类型的引用；并不分配实际内存。
运行的时候，内存里面分配一个list引用地址，分配一片内存区域来放置实际生成的ArrayList对象，所以此时可以完成‘父类’list转向子类ArrayList的 转型；