文章来源:http://blog.csdn.net/bigbug_zju/article/details/39525281
计算机系统中的堆和栈是跟程序员最密切的两个概念。如果没有栈和堆的概念,下面程序的错误就不知道其所以然。
- #include <stdlib.h>
- int main(int argc, char* argv[])
- {
- int a[1024][1024];
- system("pause");
- return 0;
- }
消耗栈空间主要有两种操作:函数调用和局部变量。在写递归程序时,大家就容易碰到栈空间溢出的情况。上述代码就是局部变量申请引发栈溢出错误的例子。在vs2008中测试,具体的错误名称为:stack overflow,即栈发生溢出,也就是说申请的空间a[1024][1024]超出了栈的大小,所以出现栈溢出的错误。
此处我们好奇的一个问题是,栈到底有多少大呢?通过下述的代码,在vs2008下的输出为1011kB;
- #include <stdlib.h>
- #include <iostream>
- #include <windows.h>
- using namespace std;
- int stackApp(int & count)
- {
- int a=1;
- while(1)
- {
- _asm{ push a} //消耗栈空间;
- count++;
- }
- }
- int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
- {
- int count = 0;
- __try{
- stackApp(count);
- }
- __except(GetExceptionCode()==STATUS_STACK_OVERFLOW ? EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER : EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH){
- cout<<"exception"<<endl;
- cout<<"the count is "<<(count*4/1024)<<"kB"<<endl;
- }
- system("pause");
- return 0;
- }
读者仔细阅读上述代码的话,可能会觉得有问题。因为调用stackApp也会涉及对栈的操作,消耗栈的空间,但是此处基本上没有影响,一次函数调用消耗的栈空间十分有限(几个字节而已)。经过上述实验,大家对于栈空间的大小,应该有丰满的概念了。
下一个问题就是:如果申请的空间过大,栈不够,那该怎么处理呢?这就要说到堆,我们平常使用的malloc语句就是在堆上进行空间申请,一般申请几百兆空间也不是问题。下面的代码回答了一个问题:在堆上可以最大可申请多少的空间?
- #include <stdlib.h>
- #include <stdio.h>
- #define UNIT (100*1024*1024)
- int main(int argc, char* argv[])
- {
- unsigned long max = 0;
- char* p = NULL;
- while(1){
- max++;
- p = (char*)malloc(max*UNIT);
- if(p != NULL){ //申请成功输出一个1;
- printf("%d ", 1);
- free(p);
- }else{
- printf("frame size: %ld ", max-1); //输出申请的最大空间;
- break;
- }
- }
- getchar();
- return 0;
- }
上述代码在我的Windows xp,vs2008,内存4G的ThinkPad系统上,最终能够申请的最大空间为1.7G;至于为什么只能申请到这么大空间,可参见《程序员的自我修养》pg309。
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1、栈大小固定(编译时确定),堆的大小实际上(运行时)动态变化的,但有理论最大值:进程空间大小-内核空间大小-栈大小-全局空间。
linux系统下默认栈大小是10M,windows系统下默认栈大小是1M。windows下用vs2010编译C++程序时,编译属性中可以重新设定栈大小.
堆的话,理论上内存有多大,就可以建多大.但32位的程序在64位系统上运行的时候,一个进程的堆大小应该是不可以超过4G的.
2、Windows每个线程的栈都是独立的,一个进程有多少个线程就有多少个栈(问题:啥意思,我一直以为每个函数都有自己的栈)。
3、Win32一个进程一次性能够分配最大的堆空间取决于最大的那个堆。Windows进程地址空间分布有heap0~heap5(头一次听说Windows的堆是有限的)。heap5是最大的堆,大小约1.5GB~1.7GB。
4、VS2010工程属性-链接器-系统-堆栈保留大小,可以修改栈大小。
5、栈:由系统自动分配,速度较快;栈向低地址扩展,内存连续。栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的。
堆:由程序员new分配,速度较慢,容易产生内存碎片。堆向高地址扩展,不连续。堆的大小受限于电脑的虚拟内存。