堆栈

本文深入解析了堆和栈这两种内存管理方式的区别与联系。详细介绍了堆内存作为动态分配区域的特点及潜在的内存泄漏风险;同时阐述了栈内存的自动管理特性及其在程序执行中的关键作用。此外还解释了帧栈、帧指针和栈指针的概念,帮助读者更好地理解程序运行时内存的组织方式。

. 堆 (heap。软件底层原理,而非数据结构)
堆位于RAM中,是一个通用的内存池,它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。所有的对象都存储在堆中。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。

4. 栈 (hardware stack。软件底层原理,而非数据结构)
栈存在于RAM中,它由编译器自动分配、释放。栈是动态的,它的存储速度是第二快的。在栈上存取数据比通过指针在堆上存取数据快些。不过它易遭受缓冲区溢出攻击的困扰。

5. 帧栈、帧指针、栈指针
帧栈(stack frame):在内存的程序栈中,为单个过程分配的那部分栈称为帧栈。如下图所示。栈用来传递过程参数、存储返回信息、保存寄存器以供以后恢复之用,以及用于本地存储。栈底位于内存高地址,栈顶位于内存高地址。加入有2个过程P和Q,前者是调用者,后者是被调用者。Q的参数(实参)放在P的帧栈中。另外,当P调用Q时,P中的返回地址被压入战中,形成P的帧栈的末尾,返回地址(return address)就是当程序从Q返回时应该继续执行的地方。Q的帧栈从保存的栈指针的值(例如,%ebp)开始,后面是保存的其他寄存器的值。
帧指针(frame pointer)&栈指针(stack pointer):帧栈的最顶端是以两个指针定界的,寄存器%ebp作为帧指针,而寄存器%esp作为栈指。当程序执行时,栈指针是可以移动的,因此大多数信息的访问都是相对于帧指针的。


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