关于栈、堆、静态存储区最大可分配大小的探讨

最新推荐文章于 2024-09-22 15:13:15 发布

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原文链接：https://my.oschina.net/mavericsoung/blog/143962

本文详细探讨了栈、堆与静态存储区在不同编译器与系统架构下的最大分配大小，通过实例展示了32位与64位程序在内存分配上的差异。

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中午看《编程之美》的第2.5节中有这么一小段程序：

float array[100 000 000];

这个1亿个float变量，这样就有8亿个字节，转化为二进制单位G，就是小于等于1G。这样大小的数组量只能用堆（动态申请内存变量）或者静态存储区（全局变量）来申请。

好了，转入今天要讲的正题。到底栈、堆、静态存储区能申请的最大分配大小是多少呢？

栈(stack)

栈大小与编译器有关。

默认情况下，visual studio 2010 的栈大小为1M。但在平时应用程序中，由于函数会使用栈结果，所以只能用略小于1M大小的栈。
对于64位和32位程序，结果都是一样的，因为VS2010已经设定好了默认的栈大小了

const int nStackSize = 249036; // 这是0.95M
int b[nStackSize];

for(int i=0;i< nStackSize;++i)
	b[i] =0;

std::cout << b[nStackSize-1];

静态存储区(全局变量）

对于全局变量来说，与编译器有关（不保证正确）

默认情况下，VS2010可容纳的全局变量数组大小是2G。由于程序本身的应用，所以只能使用小于2G大小。

const int nGlobalArraySize = 456340275; // 这是1.7G
       int arrayG[nGlobalArraySize ];
for(int i= 0;i<456340275;++i)
	arrayG[i]  =0;

堆(Heap）

对于Heap来说，与程序是32位还是64位，以及编译器都有关。

在VS2010的默认情况下，32位程序可以申请的堆大小最大是2G。实际上只能小于2G。
而64位程序，如果没有虚拟内存（硬盘）的支持，则可以使用128G的内存（比如说，你有8G内存，就可以使用8G内存）。而如果你把虚拟内存开启，则可以理论上得到16TB的内存使用大小[2].

下面的程序中，32位程序申请1.8G内存。64位程序下，开启300G虚拟内存，我们申请256G内存。
小细节：由于C++自己的考虑，new操作在64位下也只能最多获得4G内存，而用C函数malloc则可以得到理论上的内存大小[3].

#ifdef _WIN64

	int *arrayNew = (int*)malloc(sizeof(int)*68719476736);	// 256G

	std::cout << "Now test memory bits: ";
	std::cout << log((double)sizeof(int)*68719476736)/log(2.0) << " bit" << std::endl;

	if(arrayNew!=NULL)
		std::cout << "malloc function return OK!" << std::endl;

	delete []arrayNew;
	std::cout <<"delete OK" << std::endl;

#else

	int *arrayNew = new int [483183820];	// 1.8G

	std::cout << sizeof(arrayNew[0])*483183820 << std::endl;

	for(int i=0;i<483183820;++i)
		arrayNew[i] = 0;
	delete []arrayNew;

#endif

总结

总结一下，在默认情况下，栈只能得到1M大小的内存，全局静态储存可以得到2G，而在32位和64位下的堆则可以得到2G和无限内存（一般不会用到16T）。
这里也感慨一下，之前一个项目中要使用SuperLu（一个数学库，用于矩阵分解，分解时无法使用虚拟内存），由于该库本身的一些问题，对于超过60,000左右的顶点数（Vertex），32位的机子就段错误了。而如果使用物理内存为8G的64位机子（64位CPU，64位windows7，编译成64位程序），则可以快速，准确的计算出结果。
因此，在使用大容易内存的程序中，我推荐大家使用大容易物理内存，大容易虚存的 64位机子，并且编译成64位程序。

Reference:

[1]. 优快云上的参考:http://topic.youkuaiyun.com/u/20090827/02/2b270cfd-acf4-41bb-8654-475a88ee7704.html
[2]. 64位与32位的一些区别 http://bbs02.ly.shangdu.com/dispbbs.asp?boardid=22&Id=172330 4
[3]. malloc与new的区别: http://group.gimoo.net/review/12921

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