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這裏僅是對windows內存的簡單介紹，適合編寫windows應用程序的人閱讀，主要參考《windows核心編程》及《深入解析windows操作系統》第四版。對windows內存管理的內部機制，將在以後加以介紹。
首先，用戶用到的內存都是虛擬內存，windows內存管理器負責將虛擬地址轉譯成物理內存。對於32位機器，虛擬地址空間就是4G大小，用4個byte就可以覆蓋，因此，32位機的指針大小就是4個字節。
在這4G的地址空間中，windows把它一分爲二，高2G的地址空間屬於操作系統（內核）使用，低2G歸用戶模式（即用戶進程可以訪問）。當然，可以用/3GB開關，將操作系統壓縮到高1G，低3G歸用戶模式。通過這個劃分，操作系統將自己與用戶進程隔離，用戶進程不能直接訪問操作系統地址空間（高2G），從而將操作系統保護起來。另外，每個用戶進程擁有自己的地址空間，即每個用戶進程所使用的低2G空間，僅爲自己可見。舉個例子，進程a的地址0x00E39BA4所存放的數據，跟進程b的0x00E39BA4數據，不是同一個數據。這樣，進程與進程隔離開，保證了進程的獨立性。因此，我們可以這樣理解，每個進程都擁有自己低2G的虛擬地址，高2G的地址空間歸操作系統使用。假如一個進程運行失敗，它既不會使操作系統癱瘓，也不會導致其他進程無法運行，操作系統簡單的把這個用戶進程殺死即可。關於操作系統地址空間如何劃分和使用，以及用戶進程間如何通信，將在以後的文章中給出。
後面，我將着重介紹用戶進程的虛擬地址空間的分佈以及使用，然後，再向大家介紹下編程常用的“堆棧”。
以win2000爲例，如下圖
從低位向高位看，首先是NULL指針分配的分區。編程中，爲了防止出現野指針，我們把該指針賦爲NULL，就是讓指針指向這個區域。如果線程試圖根據指針來讀取或寫入該區域，就會引發一個訪問違規。這個分區非常有用，它有助於我們發現程序中的錯誤。
然後是DOS/16位Windows應用程序兼容分區，這個我們暫切不必考慮。
然後是用戶方式分區，這是我們用的最多的一塊區域。用戶進程的代碼、數據均放在該區域中。
再後面是禁止進入區，此區用於將用戶區與內核區隔離。
最後就屬於內核區了，本文暫不介紹。
在最初，我們認爲整個2G空間都是空的。當進程加載並創建成功的時候，有一部分虛擬內存空間已經被使用了，還有一部分是空的。那麼，我們可以通過WindowsApi來申請和使用這些空閒區域。在使用這塊內存前，需要有兩個操作，一個稱作保留，一個稱作提交。先介紹下保留，保留的意思，就是說，這塊內存區域已經有人要了，但是，這塊內存區域到底有沒有映射的存儲器呢？如果你初次保留，是沒有被映射的。提交，就是將物理存儲器映射到內存地址空間。舉個例子，某市剛新建了一個1000米的路段，路段兩旁已經建了一些建築，但還有很大一部分是空的，現在需要規劃、建設一些新項目，這些項目的生殺大權歸建設局局長管。包工頭a跟局長說，“我要在30米處建一座大樓，長10米”，局長說，“好，我劃給你”，然後在筆記本上記錄了下來。這塊土地已經劃給包工頭a，但是包工頭a還沒有拿到合同證書，沒有進入實質性階段，所以還不能直接使用這塊土地。這個過程就是保留。後來包工頭拿到合同證書，正式擁有了這塊土地，這就是提交。應該注意的是，物理存儲器指的並不是物理內存，而是物理內存跟頁文件(用於虛擬內存的硬盤空間)。保留內存區域，用VirtualAlloc；顯式提交，也用VirtualAlloc,只是有所參數不同。在使用完後可以用VirtualFree來釋放該內存區域。
到這裏，我們已經知道如何直接申請和釋放虛擬內存區域了。其實，在寫程序時，我們用到最多的是堆棧了，下面將就這部分內容展開討論。
堆棧包括兩部分，堆和棧。每個進程都至少會有一個堆，在創建進程的時候已經建立好了，堆是進程所有的，也就是說，進程的所有線程會共用一個堆，當然，你也可以自己創建輔助堆。棧呢，是線程所有，每創建一個線程，系統就會爲這個線程保留一個棧。現在我們分別來討論。
首先，介紹下棧。創建“線程”時，系統已經爲棧“保留”一段內存區域，win2000中棧的默認大小是1M，通常，棧會放在較低的虛擬地址上，比如0x080XXXX。棧的使用，是從高位向低位分配的，比如棧的區域爲0x08000000-0x080FF000,那麼最先申請的局部變量放在0x080FF000的位置，然後依次往低處放，直到0x08000000處。0x08000000處是一個守護頁面，如果訪問該頁面，將引發一個異常，即棧溢出所至。另外，棧中還有一個帶保護屬性的頁面，該頁面是棧中已分配（提交）內存的最後一個頁面。棧中存放函數的局部變量，當函數退出時，棧會退，也就是那個保護屬性頁面會往回退，那麼，存放原先函數局部變量的內存頁面已經無效，不能被訪問了。因此，局部變量不用寫程序來顯式釋放。
下面再說說進程的堆。當創建“進程”時，系統會“保留”一段地址空間歸堆使用，win2000中堆默認大小是1M。堆是由堆管理器來維護的，當我們用new或malloc向堆管理器發出請求時，堆管理器會從堆中分出一塊內存區域並返回。剛纔說了，堆默認初始大小是1M，那麼當我們從堆中申請的內存超過了1M，堆管理器會怎樣處理呢。它會通過調用VirtualAlloc，來向內存管理器申請虛擬內存。另外，堆是所有線程共用的，當寫一個單線程程序時，不會有什麼問題，如果是多線程，那麼就存在一個線程同步的問題。在用vc進行編譯的時候，如果選用多線程運行期庫，那麼，我們所調用的new或malloc就是一個加鎖的方法，這樣就能安全正確的使用堆。new完之後我們就可以使用這塊內存了，當不再使用時，我們必須通過delete或free來顯式釋放它，否則，直到進程結束前，這塊內存會一直存在。
至此，本文的主要內容，虛擬地址空間，堆棧，就已經介紹完了。
可能有人會有這樣的疑問，用VirtualAlloc和VirtualFree可以申請和釋放虛擬內存，我們憑什麼使用new和delete或malloc和free呢？爲了解答這個問題，先介紹下地址空間的內存頁面分配粒度。迄今爲止，windows環境下，其分配粒度大小均爲64k。那麼，我們可以把整個虛擬內存空間看作是由一個個以64k爲邊界的64k大小的內存頁面組成。如果用VirtualAlloc來申請內存，不管申請多大，內存管理器都會把整張整張的頁面給你，即使你只申請一個字節的內存，內存管理器也會把一個64k大小的未用的頁面返回給你。這樣勢必會造成內存資源的浪費。而調用new來申請堆中的空間，就不會出現這種情況。堆就是一個內存池，微軟已經對堆管理器分配堆內存的策略做了高度的優化。當我們調用new或malloc時，堆管理器會從堆中找出一塊恰當的內存返回給我們。因此，還是建議大家使用new來申請內存。
《c程序的存儲空間佈局》