栈和堆的大小，申请一个整形数组最大可以达到多少（linux（不同的内核版本）和 windows）

最新推荐文章于 2024-11-19 20:15:14 发布

冰室晨也

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分类专栏： c语言/c++

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解答这个问题的系统和编译器版本有两种，如下：
1）x86 32bit linux-redhat 2.6.32-279.el6.i686 gcc-4.4.6
2）win7 64bit 32bit-VS2013

其它系统的情况，请大家自行进行测试，原理都是相同的。
要考虑堆和栈的大小，需要先考虑以下几个问题：
1）当前系统进程虚拟地址空间有多大，用户空间和内核空间是怎么划分的
2）实际物理内存的大小
3）当前系统交换分区(虚拟内存)设置的大小
A.栈空间描述
对于栈空间的大小来说，在 linux 系统上大家是可以通过 ulimit -s 来查看默认的栈大小的，当然这个栈大小是可以通过命令来设置的，如 linux 系统上：
[mm@localhost ~]$ ulimit -s
10240
表示栈的默认大小是 10M，你在栈上定义一个 10M 大小的数组，是没有任何问题的，
如:
#define SIZE (1024*1024*10)
char array[SIZE] = {0};
但是有的同学说，我搞了个比 10M 大一点的栈数组，也没有问题啊，比如：
#define SIZE (1024*1024*11)
char array[SIZE] = {0};
好，你再增大一点，如下：
#define SIZE (1024*1024*12)
char array[SIZE] = {0};
编译，运行，结果如下：
[mm@localhost test]$ ./a.out
Segmentation fault (core dumped)
你没看错，发生段错误了，那为什么小范围超过 10M 的栈空间也是可以分配的呢？当我们在代码上分配空间的时候，不管是栈还是堆，其实都只是在虚拟地址空间上分配的内存空间，当真正进行读写使用的时候，随着不断的发生缺页异常，才会去分配真正的物理内存和虚拟地址空间上的页面进行映射。缺页异常处理函数在内核上是 do_page_fault，越界访问栈空间，内核会在一定范围对栈的空间进行增长的。作为研发，了解 linux 系统程序运行的情况最重要，windows 系统默认的栈大小是 1M，你还可以通过 VS 编译器来设置程序运行时栈的大小，如下：
解决方法：扩大栈空间的大小，VS 设置项目属性：项目->属性->链接器->系统->堆栈保留大小
注：这里填的是字节数，如果你想把他扩大为 2M 的话，1024*1024*2 = 2097152B.堆空间描述堆的大小和当前系统设置的虚拟内存大小息息相关，上面已经描述过，当我们分配内存空间时，没有真正分配过物理内存，只有等到读取指令或者读写数据时产生缺页异常，才会真正分配物理内存和虚拟页面进行映射，当然，物理内存页面在分配的时候，会有页面置换的操作，根据 LRU 最近最久未使用算法，把不经常使用的页面 page out 换出到交换分区当中，以在物理内存中腾出更多的页面给进程使用，因此，程序中可以分配出比物理内存更多的空间，因为有虚拟内存（交换分区）的存在，但是交换分区的大小不宜过大，它毕竟属于磁盘 I/O，读写效率是非常低的，过多的依赖使用 swap 交换分区，会导致系统运行效率哒哒下降，甚至卡顿，所以堆空间的大小和当前系统的物理内存大小，交换分区大小，栈的大小，所使用共享库的大小都息息相关，因为它们都属于用户空间部分，x86 32bit linux 系统默认给用户空间是 3G，所以，看以下实验：
在 linux 系统，可以用以下代码检测一下堆的大小，大约在 2.98G，如下：

unsigned int count = 0;
unsigned int block = 1024*1024;
while(1)
{
char *p = (char*)malloc(block);
if(p != NULL)
{
count++;
continue;
}
printf("%0.2f G\n", count*1.0/1024);
break;
}

以上代码放在 windows 上的 VS 下运行（注意代码运行以后，由于只分配，不释放，系
统会卡顿一段时间，无法操作，要有心理准备），我的编译器是 32bit vs2013，得到的堆上限
大概是 1.85G，因为在 windows 上，4G 空间默认是 2G 给用户空间，2G 给内核空间，所以
可分配的堆大小不像 linux 那么大了，而且肯定不会超过 2G。