淺析C++內(nèi)存布局
虛擬內(nèi)存
每個(gè)進(jìn)程的用戶空間是私有的,內(nèi)核空間是共享的;通過進(jìn)程間通信比線程間通信難也是因?yàn)檫M(jìn)程間的用戶空間是相互隔離的,無法相互訪問,需要通過進(jìn)程間通信方式通信,通過內(nèi)核地址空間;
#include <iostream> int gdata1 = 1; int gdata2 = 0; int gdata3; static int gdata4 = 4; static int gdata5 = 0; static int gdata6; int main() { int a = 11; int b = 0; int c; static int d = 12; static int e = 0; static int f; const char *p = "hello world"; return 0; }
.text(代碼段)
.text段存放程序代碼,運(yùn)行前就已經(jīng)確定(編譯時(shí)確定),通常為只讀
在window平面,可執(zhí)行程序?yàn)閤xx.exe;它產(chǎn)生兩種東西:指令和數(shù)據(jù)。.exe程序存放在磁盤中,執(zhí)行時(shí)被加載到內(nèi)存中,當(dāng)然不是物理內(nèi)存,而是虛擬內(nèi)存空間。.text中存放指令
.rodata(只讀數(shù)據(jù)段)
rodata段存儲(chǔ)常量數(shù)據(jù),比如程序中定義為const的全局變量,#define定義的常量,以及諸如“Hello World”的字符串常量。
注意:有些立即數(shù)與指令編譯在一起,放在text段。
const修飾的全局變量在常量區(qū);const修飾的局部變量只是為了防止修改,沒有放入常量區(qū)。
編譯器會(huì)去掉重復(fù)的字符串常量,程序的每個(gè)字符串常量只有一份。
有些系統(tǒng)中rodata段是多個(gè)進(jìn)程共享的,目的是為了提高空間利用率
如在main中的 const char *p = "hello world"; 即存放在.rodata中。在vs2017中,并不能將常量字符串定義為char *p類型,否則會(huì)編譯失?。?/p>
.data
data存儲(chǔ)已經(jīng)初始化的全局變量,屬于靜態(tài)內(nèi)存分配。(注意:初始化為0的全局變量還是被保存在BSS段)
static聲明的變量也存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)段。
.bss
bss段存儲(chǔ)沒有初值的全局變量或默認(rèn)為0的全局變量,屬于靜態(tài)內(nèi)存分配。 bss段內(nèi)容會(huì)被全部設(shè)為0。
stack
stack段存儲(chǔ)參數(shù)變量和局部變量,由系統(tǒng)進(jìn)行申請(qǐng)和釋放,屬于靜態(tài)內(nèi)存分配。
stack的特點(diǎn)是先進(jìn)先出,可用于保存/恢復(fù)調(diào)用現(xiàn)場。
heap
heap段是程序運(yùn)行過程中被動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存段,由用戶申請(qǐng)和釋放(例如malloc和free)。
申請(qǐng)時(shí)至少分配虛存,當(dāng)真正存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)才分配物理內(nèi)存;釋放時(shí)也不是立即釋放物理內(nèi)存,而是可能被重復(fù)利用。
#include <iostream> //全局變量 無論是否是靜態(tài)全局變量 都是數(shù)據(jù) int gdata1 = 1;//.data int gdata2 = 0;//.bss 初始化為0 int gdata3;//.bss 未初始化 static int gdata4 = 4;//.data static int gdata5 = 0;//.bss 初始化為0 static int gdata6; //.bss 未初始化 int main() { // a b c 存放在stack中,不是數(shù)據(jù) 在匯編中是三個(gè)mov指令 int a = 11; int b = 0; int c; //局部靜態(tài)變量 static int d = 12;//.data static int e = 0;//.bss 初始化為0 static int f;//.bss 未初始化 const char *p = "hello world";//.rodata return 0; }
總結(jié)
1、執(zhí)行文件中包含了text、rodata、data段的內(nèi)容,不包含bss段內(nèi)容(一堆0放入執(zhí)行文件沒有意義)
2、堆和棧的內(nèi)存增長方向是相反的:棧是從高地址向低地址生長,堆是從低地址向高地址生長。
3、局部變量存儲(chǔ)在stack中,編寫函數(shù)時(shí)要注意如果該函數(shù)被遞歸調(diào)用很多次,可能會(huì)引起stack overflow的問題。
類的實(shí)例化對(duì)象所占的內(nèi)存空間
一個(gè)類的實(shí)例化對(duì)象所占空間的大??? 注意不要說類的大小,是類的對(duì)象的大小。 首先,類的大小是什么?確切的說,類只是一個(gè)類型的定義,它是沒有大小可言的,用sizeof運(yùn)算符對(duì)一個(gè)類型名操作,得到的是具有該類型實(shí)體的大小:
空類的實(shí)例化對(duì)象占1一個(gè)字節(jié)
#include <iostream> class Test { }; int main() { Test test; std::cout << sizeof(test) << std::endl; //1 return 0; }
可以看到一個(gè)空類對(duì)象的大小1.
一個(gè)空類對(duì)象的大小是1,為什么不是0?
類A明明是空類,它的大小應(yīng)該為0,為什么編譯器輸出的結(jié)果為1呢?這就是實(shí)例化的原因(空類同樣被實(shí)例化),每個(gè)實(shí)例在內(nèi)存中都有一個(gè)獨(dú)一無二的地址,為了達(dá)到這個(gè)目的,編譯器往往會(huì)給一個(gè)空類隱含的加一個(gè)字節(jié),這樣空類在實(shí)例化后在內(nèi)存中得到了獨(dú)一無二的地址,所以obj的大小是1.
打斷點(diǎn)調(diào)試,F(xiàn)5進(jìn)入斷點(diǎn);選中test,然后按快捷鍵shift+F9
獲取到test的內(nèi)存地址:0x003bf833 然后點(diǎn)擊vs菜單欄上的調(diào)試->窗口----內(nèi)存-----內(nèi)存(1)
然后把test的內(nèi)存地址粘貼過來:
類的成員函數(shù)不占用類對(duì)象的內(nèi)存空間
此時(shí)給類Test添加了三個(gè)成員函數(shù),此時(shí)的類A對(duì)象的大小是1
#include <iostream> class Test { void func1() { }; void func2() { }; void func3() { }; }; int main() { Test test; std::cout << sizeof(test) << std::endl; //1 return 0; }
類的成員變量占用類對(duì)象的內(nèi)存空間
我們添加了類A的成員變量ch之后,類A對(duì)象的大小是多大呢?
#include <iostream> class Test { public: void func1() { }; void func2() { }; void func3() { }; char ch; }; int main() { Test test; std::cout << sizeof(test) << std::endl; //1 test.ch = 12; return 0; }
我們看到test的大小是1.shift+F9我們獲取到內(nèi)存地址
執(zhí)行f10,發(fā)現(xiàn)0x00B5FC3F地址中的值變成0x0c 也就是ch=12;換算成16進(jìn)制就是0c
字節(jié)對(duì)齊原則
在系統(tǒng)默認(rèn)的對(duì)齊方式下:每個(gè)成員相對(duì)于這個(gè)結(jié)構(gòu)體變量地址的偏移量正好是該成員類型所占字節(jié)的整數(shù)倍,且最終占用字節(jié)數(shù)為成員類型中最大占用字節(jié)數(shù)的整數(shù)倍
當(dāng)類中有一個(gè)char,int時(shí)
#include <iostream> class Test { public: void func1() { }; void func2() { }; void func3() { }; char ch; int n; }; int main() { Test test; std::cout << sizeof(test) << std::endl; //8 test.ch = 8; test.n = 9; return 0; }
由于內(nèi)存對(duì)齊,占8個(gè)字節(jié)。依然從內(nèi)存中看:
虛函數(shù)
到此這篇關(guān)于C++內(nèi)存布局的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++內(nèi)存布局內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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