19、内存占用优化：从代码到数据的全面剖析

内存占用优化：从代码到数据的全面剖析

1. 内存占用问题的起源

曾经有人在运行 Windows 95 时抱怨其运行缓慢，称这个操作系统就像一只“病狗”。在 1996 年的标准下，这种评价是合理的，因为 Windows 95 的运行速度确实很慢。不过，微软的工程师们或许并不太在意，他们知道一两年后普通用户就能拥有能够流畅运行 Windows 95 的硬件。从英特尔高管的角度来看，Windows 95 对内存和处理器的要求反而有利于他们的业务。

然而，这种认为可以随意往内存中填充数据，依靠摩尔定律解决一切问题的态度是不可取的。实际上，存在许多策略和技巧可以有效地利用内存，有能力的程序员应该为此感到自豪并加以运用。

2. 程序在内存中的布局

运行中的程序被组织成称为段的内存块。段划分可以是物理的，由处理器强制执行；也可以是逻辑的，处理器不会禁止程序对自身内存映像进行无规则操作。如今所有的生产操作系统（如 Windows、Linux、Solaris、HP - UX、AIX、IRIx 和 z/OS）都实现了物理段划分。

2.1 程序段的类型

程序段主要有四种类型，如下表所示：
| 段 | 用途 | 生命周期 |
| — | — | — |
| 代码段 | 存放指令 | 长期 |
| 数据段 | 存放全局变量 | 长期 |
| 栈 | 存放局部变量和例程参数 | 短期 |
| 堆 | 动态存储 | 不定 |

所有程序都可以分解为两个基本要素：指令和存储。指令总是放在代码段中，而数据段、栈和堆则用于不同类型的存储。它们的区别在于存储的分配方式和执行