《C++应用程序性能优化》之程序内存

1、程序内存分类

       一个程序占用的内存区通常分5种，如下：

                 全局/静态数据区：储存全局变量和静态变量

                 常量数据区：储存程序中的常量、字符串等，不可修改

                 代码区：储存代码数据

                 栈：储存自动变量、局部变量，传递参数

                 堆：用户控制的储存区，储存动态产生的数据

2、内存对齐（戳此标题前往百度百科）

       程序在分配内存时为了加快访问速度，采取的一种分配策略。每个特定平台上的编译器都有自己的默认“对齐系数”(也叫对齐模数)。程序员可以通过预编译命令#pragma pack(n)，n=1,2,4,8,16来改变这一系数，其中的n就是你要指定的“对齐系数”（摘自百度百科）。

对齐规则：

1、数据成员对齐规则：结构(struct)(或联合(union))的数据成员，第一个数据成员放在offset为0的地方，以后每个数据成员的对齐按照#pragma pack指定的数值和这个数据成员自身长度中，比较小的那个进行。

2、结构(或联合)的整体对齐规则：在数据成员完成各自对齐之后，结构(或联合)本身也要进行对齐，对齐将按照#pragma pack指定的数值和结构(或联合)最大数据成员长度中，比较小的那个进行。

3、结合1、2可推断：当#pragma pack的n值等于或超过所有数据成员长度的时候，这个n值的大小将不产生任何效果。

3、堆与栈的区别

       栈上的内存由程序自行管理（即自动分配，自动销毁），所以不存在内存泄漏问题；而堆上的内存则是由开发人员进行处理。通过new/malloc申请的内存是堆上的内存，因此需要使用指针记录内存的位置，但需要注意的是这个指针本身却是存储在栈上内存中的，因此程序结束时，指针内存被自动释放，但是指针指向的堆上的内存未被释放，于是就产生了内存泄漏，因此，在程序结束前必须使用delete/free释放堆上的内存。

       除此之外，对于一个程序而言，一般来说，栈的大小是固定的，由编译器决定，通常栈不大。在VS中可以通过项目属性->配置属性->系统->堆栈保留大小，设置栈大小，如图。

         另外一个显著区别是效率，栈内存由系统分配，有特定的压栈、出栈指令，操作在栈顶进行，比较快，同时由于栈的规则是先进后出，比较符合变量作用域或者说生存期的特点，（作用域层层递进时，就是作用域内变量的一次次压栈）。而堆内存由开发人员自主申请，系统分配内存时需要根据特定的算法对内存区进行检索，找到合适大小的内存块，然后返回其地址，效率比栈低且易产生碎片。