java - 什么存储在堆上，什么存储在堆栈上？

Question

很难说出这里问的是什么。这个问题是模棱两可的、模糊的、不完整的、过于宽泛的或修辞的，无法以目前的形式得到合理的回答。为了帮助澄清这个问题以便可以重新打开它， visit the help center .

关闭 10 年前.

谁能用 C、C++ 和 Java 清楚地解释一下。堆栈上发生了什么，堆上发生了什么，分配何时完成。

据我所知

每个函数调用的所有局部变量，无论是基元、指针还是引用变量，都在一个新的堆栈帧上。

任何用 new 或 malloc 创建的东西都在堆上。

我对一些事情感到困惑。

作为在堆上创建的对象的成员的引用/原语是否也存储在堆上？

以及在每个帧中递归创建的方法的那些本地成员呢？它们都在堆栈上吗，如果是，那么堆栈内存是在运行时分配的吗？同样对于文字，它们是代码段的一部分吗？以及 C 中的全局变量、C++/Java 中的静态变量和 C 中的静态变量。

Answer 1

内存中程序的结构

以下是任何程序在内存中加载时的基本结构。

 +--------------------------+
 |                          |
 |      command line        |
 |        arguments         |
 |    (argc and argv[])     |
 |                          |
 +--------------------------+
 | Stack                    |
 | (grows-downwards)        |
 |                          |
 |                          |
 |                          |
 |         F R E E          |
 |        S P A C E         |
 |                          |
 |                          |
 |                          |
 |                          |
 |     (grows upwards) Heap |
 +--------------------------+
 |                          |
 |    Initialized data      |
 |         segment          |
 |                          |
 +--------------------------+
 |                          |
 |     Initialized to       |
 |        Zero (BSS)        |
 |                          |
 +--------------------------+
 |                          |
 |      Program Code        |
 |                          |
 +--------------------------+

注意几点:

• 数据段
  • 初始化数据段(由程序员初始化为显式初始化器)
  • 未初始化的数据段(初始化为零的数据段 - BSS [Block Start with Symbol])
• 代码段
• 堆栈和堆区域

数据段

数据段包含由包含初始化值的用户显式初始化的全局和静态数据。

数据段的另一部分称为 BSS(因为旧的 IBM 系统将该段初始化为零)。它是操作系统将内存块初始化为零的内存部分。这就是未初始化的全局数据和静态如何将默认值设为零。这个区域是固定的，大小是静态的。

数据区基于显式初始化分为两个区域，因为要初始化的变量可以一个一个地初始化。但是，未初始化的变量不需要用 0 的一一显式初始化。取而代之的是，初始化变量的工作留给了操作系统。这种批量初始化可以大大减少加载可执行文件所需的时间。

大部分数据段的布局都在底层操作系统的控制之下，仍然有一些加载器将部分控制权交给了用户。此信息在嵌入式系统等应用程序中可能很有用。

可以使用代码中的指针来寻址和访问该区域。自动变量在每次需要它们时都会在初始化变量时产生开销，并且需要代码来执行该初始化。但是，数据区中的变量没有这种运行时重载，因为初始化只进行一次，而且在加载时也是如此。

代码段

程序代码是可执行代码可供执行的代码区域。这个区域也是固定大小的。这只能通过函数指针访问，而不能通过其他数据指针访问。这里要注意的另一个重要信息是系统可能会将此区域视为只读内存区域，并且任何尝试写入该区域都会导致未定义的行为。

常量字符串可以放置在代码或数据区域中，这取决于实现。

尝试写入代码区域会导致未定义的行为。例如(我将只给出基于 C 的示例)以下代码可能会导致运行时错误甚至系统崩溃。

int main()
{
    static int i;
    strcpy((char *)main,"something");
    printf("%s",main);
    if(i++==0)
    main();
}

堆栈和堆区域

对于执行，程序使用两个主要部分，堆栈和堆。堆栈帧是在堆栈中为函数创建的，在堆中为动态内存分配创建。堆栈和堆是未初始化的区域。因此，内存中发生的任何事情都会成为在该空间中创建的对象的初始(垃圾)值。

让我们看一个示例程序来显示哪些变量存储在哪里，

int initToZero1;
static float initToZero2;
FILE * initToZero3; 
// all are stored in initialized to zero segment(BSS)

double intitialized1 = 20.0;
// stored in initialized data segment

int main()
{
    size_t (*fp)(const char *) = strlen;
    // fp is an auto variable that is allocated in stack
    // but it points to code area where code of strlen() is stored

    char *dynamic = (char *)malloc(100);
    // dynamic memory allocation, done in heap

    int stringLength;
    // this is an auto variable that is allocated in stack

    static int initToZero4; 
    // stored in BSS

    static int initialized2 = 10; 
    // stored in initialized data segment   

    strcpy(dynamic,”something”);    
    // function call, uses stack

    stringLength = fp(dynamic); 
    // again a function call 
}

或者考虑一个更复杂的例子，

// command line arguments may be stored in a separate area  
int main(int numOfArgs, char *arguments[])
{ 
    static int i;   
    // stored in BSS 

    int (*fp)(int,char **) = main;  
    // points to code segment 

    static char *str[] = {"thisFileName","arg1", "arg2",0};
    // stored in initialized data segment

    while(*arguments)
        printf("\n %s",*arguments++);

    if(!i++)
        fp(3,str);
}

希望这会有所帮助!