关于堆和栈
1.栈和堆有什么区别
- 我们可从4G的地址空间上看，他们完全不同的两块内存。栈是由系统开辟，系统释放。堆是由人为开辟，人为释放。栈是由C语言中的malloc/free开辟释和放，堆是由C++中的new/delete开辟和释放。因为堆是由人员分配管理的，所以很有可能造成内存泄漏。
- 栈的开辟释放效率快，申请的内存是连续的。堆申请的内存不一定连续，相对于栈效率低。堆容易产生内存碎片，灵活度高。
- 栈是由高地址向低地址扩展的连续内存，堆是低地址向高地址扩展的非连续内存。在window下，栈的大小默认为1M;linux系统下，栈的大小为2M或10M（可通过ulimit-s查看）。堆的大小和虚拟内存的大小有关。
2.栈和堆的大小，申请一个整形数组最大可以达到多大（在不同版本下）
我们常用的版本分为linux和window系统，栈和堆的大小跟以下几个因素有关：
- 当前系统的虚拟地址空间大小，用户和内核空间划分比例
- 实际物理内存的大小
- 当前系统交换分区（虚拟内存）的大小
系统默认栈的大小为10M。当我开辟大于10M大小的时候还是会开辟成功，但是还会出现段异常错误。堆或者栈在开辟内存是都只是在虚拟地址空间上分配内存，当进行读写操作时，伴随着缺页异常，然后才进行页面映射和分配真正的物理内存。缺页异常处理函数是do_page_fault,越界访问栈空间，内核会在一定范围内对栈空间扩容。
堆的大小和当前系统设置的虚拟大小有关。在我们分配内存时，并没有分配真正的物理内存，只有在读取或写数据时才会出现缺页异常，才会真正分配物理内存和进行页面映射。在分配内存时，会有页面置换操作。根据LRU算法，把不经常使用的页面换到交换区中，腾出更多内存给进程使用。交换区不宜过多，而且他的读写效率低，过多依赖交换分区，会导致系统运行效率下降。所以堆的大小与当前系统物理内存大小、交换分区大小息息相关。因为他们都属于用户空间部分。
在window下4G虚拟地址空间的分配比例为2:2（比例可修改），linux系统下为1:3。因此堆在linux下的大小要大于在window是下的大小。
3.4G虚拟地址内存空间及变量
linux内核空间给每一个进程分配了4G大小的虚拟地址空间，3G用户空间和1G内核空间。
- 全局变量已初始化但初始化不为0的变量存储在 .data段
- 全局变量未初始化且初始化为0的变量存储在 .bss段
- 局部变量在栈上存储
- 常量字符串在 .rodata段存储
- 静态变量在.data段存储
4.内联函数与宏的区别
- 宏在预编译阶段，字符串替换，没有类型和安全检查；内联函数是在编译阶段，有完整的语句类型检查，有安全性检查。
- 宏是没有办法调试的；内联函数在debug版本下和普通函数一样，出了问题方便调试。
- 大量宏代码阅读性降低；内联函数结构清晰，阅读性高。
- 宏定义函数，替换后还是正常函数调用，有函数调用开销（栈帧开辟和回退）；内联函数在编译时期，在函数调用点把函数代码直接展开，省了函数调用开销，代码运行效率高。