windows内存分配总结

HeapAlloc VirtualAlloc GlobalAlloc LocalAlloc new malloc区别

1. HeapAlloc：

MSDN上的解释为：HeapALloc是从堆上分配一块内存，且分配的内存是不可移动的（即如果没有连续的空间能满足分配的大小，程序不能将其他零散的空间利用起来，从而导致分配失败），该分配方法是从一指定地址开始分配，而不像GloabalAlloc是从全局堆上分配，这个有可能是全局，也有可能是局部。函数原型为：
LPVOID
HeapAlloc(
    HANDLE hHeap,
    DWORD dwFlags,
   SIZE_T dwBytes
    );
hHeap是进程堆内存开始位置。
dwFlags是分配堆内存的标志。包括HEAP_ZERO_MEMORY，即使分配的空间清零。
dwBytes是分配堆内存的大小。
其对应的释放空间函数为HeapFree。
2. GlobalAlloc：该函数用于从全局堆中分配出内存供程序使用，函数原型为：
HGLOBAL GlobalAlloc(
UINT uFlags,
SIZE_T dwBytes
);
uFlags参数含义
GHND   GMEM_MOVEABLE和GMEM_ZEROINIT的组合
GMEM_FIXED   分配固定内存，返回值是一个指针
GMEM_MOVEABLE   分配活动内存，在Win32中,内存块不能在物理内存中移动，但能在默认的堆中移动。返回值是内存对象的句柄，用函数GlobalLock可将句柄转化为指针
GMEM_ZEROINIT   将内存内容初始化为零
GPTR   GMEM_FIXED和GMEM_ZEROINIT的组合
一般情况下我们在编程的时候，给应用程序分配的内存都是可以移动的或者是可以丢弃的，这样能使有限的内存资源充分利用，所以，在某一个时候我们分配的那块内存的地址是不确定的，因为他是可以移动的，所以得先锁定那块内存块，这儿应用程序需要调用API函数GlobalLock函数来锁定句柄。如下： lpMem=GlobalLock(hMem); 这样应用程序才能存取这块内存。所以我们在使用GlobalAllock时，通常搭配使用GlobalLock，当然在不使用内存时，一定记得使用 GlobalUnlock，否则被锁定的内存块一直不能被其他变量使用。
GlobalAlloc对应的释放空间的函数为GlobalFree。
3.　LocalAlloc：该函数用于从局部堆中分配内存供程序使用，函数原型为：
HLOCAL LocalAlloc(
UINT uFlags,
SIZE_T uBytes
);
参数同GlobalAlloc。
在 16位Windows中LocalAlloc和GlobalAlloc是有区别的,因为在16位windows用一个全局堆和局部堆来管理内存，每一个应用程序或dll装入内存时，代码段被装入全局堆，而系统又为每个实例从全局堆中分配了一个64kb的数据段作为该实例的局部堆，用来存放应用程序的堆栈和所有全局或静态变量。而 LocalAlloc/GlobalAlloc就是分别用于在局部堆或全局堆中分配内存。

     由于每个进程的局部堆很小，所以在局部堆中分配内存会受到空间的限制。但这个堆是每个进程私有的，相对而言分配数据较安全，数据访问出错不至于影响到整个系统。
     而在全局堆中分配的内存是为各个进程共享的，每个进程只要拥有这个内存块的句柄都可以访问这块内存，但是每个全局内存空间需要额外的内存开销，造成分配浪费。而且一旦发生严重错误，可能会影响到整个系统的稳定。
    不过在Win32中，每个进程都只拥有一个省缺的私有堆，它只能被当前进程访问。应用程序也不可能直接访问系统内存。所以在Win32中全局堆和局部堆都指向进程的省缺堆。用LocalAlloc/GlobalAlloc分配内存没有任何区别。甚至LocalAlloc分配的内存可以被 GlobalFree释放掉。所以在Win32下编程，无需注意Local和Global的区别，一般的内存分配都等效于 HeapAlloc(GetProcessHeap(),...)。
LocalAlloc对应的释放函数为LockFree。
4．　VirtualAlloc：该函数的功能是在调用进程的虚地址空间,预定或者提交一部分页，如果用于内存分配的话,并且分配类型未指定MEM_RESET,则系统将自动设置为0;其函数原型：
LPVOID VirtualAlloc(
LPVOID lpAddress, // region to reserve or commit
SIZE_T dwSize, // size of region
DWORD flAllocationType, // type of allocation
DWORD flProtect // type of access protection
);
VirtualAlloc 可以通过并行多次调用提交一个区域的部分或全部来保留一个大的内存区域。多重调用提交同一块区域不会引起失败。这使得一个应用程序保留内存后可以随意提交将被写的页。当这种方式不在有效的时候，它会释放应用程序通过检测被保留页的状态看它是否在提交调用之前已经被提交。
VirtualAlloc对应的释放函数为VirtualFree。
5．Malloc：malloc 与free是C++/C语言的标准库函数，可用于申请动态内存和释放内存。对于非内部数据类型的对象而言，光用 malloc/free无法满足动态对象的要求。对象在创建的同时要自动执行构造函数，对象在消亡之前要自动执行析构函数。由于malloc/free是库函数而不是运算符，不在编译器控制权限之内，不能够把执行构造函数和析构函数的任务强加于malloc/free。
6．New：new/delete 是C++的运算符。可用于申请动态内存和释放内存。C++语言需要一个能完成动态内存分配和初始化工作的运算符new，以一个能完成清理与释放内存工作的运算符delete。注意new/delete不是库函数。C++程序经常要调用C函数，而C程序只能用malloc /free管理动态内存。new 是个操作符,和什么"+","-","="...有一样的地位.
        malloc是个分配内存的函数,供你调用的.
        new是保留字,不需要头文件支持.
        malloc需要头文件库函数支持.new 建立的是一个对象,
        malloc分配的是一块内存.
        new建立的对象你可以把它当成一个普通的对象,用成员函数访问,不要直接访问它的地址空间
        malloc分配的是一块内存区域,就用指针访问好了,而且还可以在里面移动指针.
内存泄漏对于malloc或者new都可以检查出来的，区别在于new可以指明是那个文件的那一行，而malloc没有这些信息。new可以认为是malloc加构造函数的执行。new出来的指针是直接带类型信息的。而malloc返回的都是void指针。

谁分配谁释放：

1、windows允许一个进程中有多个heap，那么这样就需要指明一块内存要在哪个heap上分配，win32的HeapAlloc函数就是这样设计的，给出一个heap的句柄，给出一个size，然后返回一个指针。每个进程都至少有一个主heap，可以通过GetProcessHeap来获得，其它的堆，可以通过GetProcessHeaps取到。同样，内存释放的时候通过HeapFree来完成，还是需要指定一个堆。

2、这样的设计显然是比较灵活的，但是问题在于这样的话，每次分配内存的时候就必须要显式的指定一个heap，对于crt中的new/malloc，显然需要特殊处理。那么如何处理就取决于crt的实现了。vc的crt是创建了一个单独的heap，叫做__crtheap，它对于用户是看不见的，但是在new/malloc的实现中，都是用HeapAlloc在这个__crtheap上分配的，也就是说malloc(size)基本上可以认为等同于HeapAlloc(__crtheap, size)（当然实际上crt内部还要维护一些内存管理的数据结构，所以并不是每次malloc都必然会触发HeapAlloc），这样new/malloc就和windows的heap机制吻合了。（这里说的是vc的crt实现，我不知道其它crt实现是否如此）

3、如果一个进程需要动态库支持，系统在加载dll的时候，在dll的启动代码_DllMainCRTStartup中，会创建这个__crtheap，所以理论上有多少个dll，就有多少个__crtheap。最后主进程的mainCRTStartup 中还会创建一个为主进程服务的__crtheap。（由于顺序总是先加载dll，然后才启动main进程，所以你可以看到各个dll的__crtheap地址比较小，而主进程的__crtheap比较大，当然排在最前面的堆是每个进程的主heap。）

4、从上面的分析中可以看出，对于crt来说，由于每个dll都有自己的heap，所以每个dll通过new/malloc分配的内存都是在自己dll内部的那个heap上用HeapAlloc来分配的，而如果你想在其它模块中释放，那么在释放的时候HeapFree就会失败了，因为各个模块的__crtheap是不一样的。

这样，基本上事情就比较清楚了，在windows下一个进程存在着多个heap，除了一个主heap外，还有很多的__crtheap，用来处理通过c/c++的运行库进行的内存操作。所以使用new/malloc来分配的内存实际上都是局部的，可以在多个dll中共享，但是却必须是谁申请谁释放。这个是windows下的一个规则。以前知道这个规则，但是不知道为什么，现在算是比较明白了。（当然如果在dll内部使用HeapAlloc(GetProcessHeap(), size)来分配的内存是可以在dll以外释放的，因为这时内存分配在全局的主heap上，而不是分配在dll自己的__crtheap上）