数据段、代码段、堆栈段、BSS段的区别

内存分配区域 
32位操作系统下为:1G内核态,3G用户态

BSS段 :通常是指用来存放程序中 未初始化的全局变量、静态变量(全局变量未初始化时默认为0)的一块内存区域

数据段 :通常是指用来存放程序中 初始化后的全局变量和静态变量

代码段 :通常是指用来存放程序中 代码和常量

堆 :通常是指用来存放程序中 进程运行时被动态分配的内存段 ( 动态分配:malloc / new,者动态释放:free / delete)

栈 :通常是指用来存放程序中 用户临时创建的局部变量、函数形参、数组(局部变量未初始化则默认为垃圾值)也就是说我们函数括弧“{}”中定义的变量(但不包括static声明的变量,static意味着在数据段中存放变量)。除 以外,在函数被调用时,其参数也会被压入发起调用的进程栈中,并且待到调用结束后,函数的返回值也会被存放回栈中。由于栈的先进后出特点,所以栈特别方便用来保存/恢复调用现场。从这个意义上讲,我们可以把堆栈看成一个寄存、交换临时数据的内存区。它是由操作系统分配的,内存的申请与回收都由OS管理。

堆(heap)和栈(stack)的区别 
1、申请方式

栈: 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

堆: 需要程序员自己申请,并指明大小( 动态分配:malloc / new,者动态释放:free / delete)

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。

3、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。 
(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Virtual Alloc分配内存,他不是在堆,也不是在栈,而是直接在进程的地址空间中保留一块内存,虽然用起来最不方便。但是速度快,也最灵活。

(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。堆中的具体内容由程序员安排。

(6)存取效率的比较

BSS段的大小记录在哪里? 
转载:http://blog.csdn.net/Virtual_Func/article/details/48529249

bss段的大小,记录在段表里,记录的是所有未初始化变量总共的大小,bss段只在段表里有个记录,但实际并不存在这个段. 
每个未初始化的变量的大小放在了符号表里

#include <iostream>
using namespace std;

int a = 0;//初始化的全局变量:保存在数据段
char *p1;//未初始化的全局变量:保存在BSS段

int main()
{
    int b;//未初始化的局部变量:保存在栈上
    char s[] = "abc";//"abc"为字符串常量保存在常量区;数组保存在栈上,
    并将常量区的"abc\0"复制到该数组中。这个数组可以随意修改而不会有任何隐患,
    而"123"这个字符串依然会保留在静态区中。

    char *p2;//p2保存在栈上
    char *p3 = "123456";//p3保存在栈上,"123456\0"保存在data区的read-only部分
    //注意:如果令p3[1] = 9; 则程序崩溃,指针可以访问但不允许改变常量区的内容
    //声明了一个指针p3并指向"123456\0"在静态区中的地址,事实上,p3应该声明为
    char const *,以免可以通过p3[i]='\n'这一类的语法去修改这个字符串的内容。如果这样
    做了,在支持“常量区”的系统中可能会导致异常,在“合并相同字符串”的编译方法下会导致其它
    地方的字符串常量古怪地发生变化。

    static int c = 0;//初始化的静态局部变量:保存在数据区(数据段)

    p1 = (char *)malloc(sizeof(char) * 10);//分配的10字节区域保存在堆上
    p2 = (char *)malloc(sizeof(char) * 20);//分配的20字节区域保存在堆上

    strcpy(p1, "123456");
    //"123456\0"放在常量区,编译器可能会将它与p3所指向"123456"优化成一个地方

    return 0;
}


 

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