內存分區

運行之前

我們要想執行我們編寫的c程序，那麼第一步需要對這個程序進行編譯。

在沒有運行程序前，也就是說程序沒有加載到內存前，可執行程序內部已經分好3段信息，分別爲代碼區（text）、數據區（data）和未初始化數據區（bss）3 個部分（有些人直接把data和bss合起來叫做靜態區或全局區）

存放 CPU 執行的機器指令。通常代碼區是可共享的（即另外的執行程序可以調用它），使其可共享的目的是對於頻繁被執行的程序，只需要在內存中有一份代碼即可。代碼區通常是隻讀的，使其只讀的原因是防止程序意外地修改了它的指令。另外，代碼區還規劃了局部變量的相關信息。

該區包含了在程序中明確被初始化的全局變量、已經初始化的靜態變量（包括全局靜態變量和局部靜態變量）和常量數據（如字符串常量）。

存入的是全局未初始化變量和未初始化靜態變量。未初始化數據區的數據在程序開始執行之前被內核初始化爲 0 或者空（NULL）。

總體來講說，程序源代碼被編譯之後主要分成兩種段：程序指令和程序數據。代碼段屬於程序指令，而數據域段和.bss段屬於程序數據。

那爲什麼把程序的指令和程序數據分開呢？

程序被load到內存中之後，可以將數據和代碼分別映射到兩個內存區域。由於數據區域對進程來說是可讀可寫的，而指令區域對程序來講說是隻讀的，所以分區之後呢，可以將程序指令區域和數據區域分別設置成可讀可寫或只讀。這樣可以防止程序的指令有意或者無意被修改。
當系統中運行着多個同樣的程序的時候，這些程序執行的指令都是一樣的，所以只需要內存中保存一份程序的指令就可以了，只是每一個程序運行中數據不一樣而已，這樣可以節省大量的內存。比如說之前的Windows Internet Explorer 7.0運行起來之後，它需要佔用112 844KB的內存，它的私有部分數據有大概15 944KB，也就是說有96 900KB空間是共享的，如果程序中運行了幾百個這樣的進程，可以想象共享的方法可以節省大量的內存。

程序在加載到內存前，代碼區和全局區(data和bss)的大小就是固定的，程序運行期間不能改變。然後，運行可執行程序，操作系統把物理硬盤程序load(加載)到內存，除了根據可執行程序的信息分出代碼區（text）、數據區（data）和未初始化數據區（bss）之外，還額外增加了棧區、堆區。

加載的是可執行文件代碼段，所有的可執行代碼都加載到代碼區，這塊內存是不可以在運行期間修改的。

加載的是可執行文件BSS段，位置可以分開亦可以緊靠數據段，存儲於數據段的數據（全局未初始化，靜態未初始化數據）的生存週期爲整個程序運行過程。

加載的是可執行文件數據段，存儲於數據段（全局初始化，靜態初始化數據，文字常量(只讀)）的數據的生存週期爲整個程序運行過程。

棧是一種先進後出的內存結構，由編譯器自動分配釋放，存放函數的參數值、返回值、局部變量等。在程序運行過程中實時加載和釋放，因此，局部變量的生存週期爲申請到釋放該段棧空間。

堆是一個大容器，它的容量要遠遠大於棧，但沒有棧那樣先進後出的順序。用於動態內存分配。堆在內存中位於BSS區和棧區之間。一般由程序員分配和釋放，若程序員不釋放，程序結束時由操作系統回收。

在理解C/C++內存分區時，常會碰到如下術語：數據區，堆，棧，靜態區，常量區，全局區，字符串常量區，文字常量區，代碼區等等，初學者被搞得雲裏霧裏。在這裏，嘗試捋清楚以上分區的關係。

數據區包括：堆，棧，全局/靜態存儲區。
　　全局/靜態存儲區包括：常量區，全局區、靜態區。
　　常量區包括：字符串常量區、常變量區。
　　代碼區：存放程序編譯後的二進制代碼，不可尋址區。

可以說，C/C++內存分區其實只有兩個，即代碼區和數據區。