C++ Tricks 2.2 I386平台的内存布局

1 代码及静态数据区

由代码加载器从动态链接库镜像(通常是exe或dll文件)加载，通常定位到镜像文件中指定的基址开始的内存区。如果基址所在内存已被占用，动态连接器会将代码或数据重定向到其它可用地址。

2 栈(Stack)

栈是最常用的动态数据存储区，所有函数的non-static对象和函数参数都在程序运行期在栈上分配内存。在数据结构中，术语“栈(Stack)”意指先进后出(FILO，First In Last Out)，与“队列(Queue)”所指的FIFO相对。相对于基于堆的对象分配技术，默认使用栈的对象分配有两点优势：

一、栈的FILO与人的思维方式相同

现实生活中有许多事例都使用FILO的方式，比如人们必须先提起话筒再拨打号码，而后挂断电话之后再放下话筒。使用FILO的栈，可以保证事物的销毁顺序以其诞生顺序相反的顺序进行，不会产生在挂断电话之前就放下话筒的尴尬。

二、栈的分配管理仅需要两个额外指针：栈顶(esp)和栈底(ebp)指针

从实现的技术层面而言，栈的管理比其它动态分配技术要简单很多。I386平台上的动态栈管理，仅需要栈顶和栈底两个指针。这两个指针的存储显然不能放置于栈中，置于静态数据区又有损效率。I386平台为管理动态栈专门预留了两个通用寄存器变量esp与ebp，分别代表栈顶(esp,Extended Stack Pointer)与栈底(Extended Bottom Pointer)指针。其中的extended代表它们是32位指针，以区分16位的sp和bp寄存器。

3 堆(Heap)和自由存储区

栈中的变量对于分配与释放的顺序有特定要求，这在一定程度上限制了栈的适用范围。面向对象(OO，Object Oriented)的程序设计思想也要求能自由地控制变量的分配与销毁。由此，现代操作系统都提供了被称作“堆(Heap)”的自由存储区，以允许由程序员控制的对象创建和销毁过程。C标准库函数malloc和free则是对操作系统提供的堆操作的封装。C++提供的自由存储区运算符new和delete则通常是malloc和free的又一层封装。

操作系统经由malloc和free控制对堆的访问。堆的存储管理技术各不相同，简单的使用双链表管理，复杂的可以比拟一个完整的文件系统。

由于额外的管理需求，使用系统提供的通用分配器在堆上分配和销毁变量的代价，无论从空间角度还是效率角度而言，都比在栈上分配对象要高昂很多。对于sizeof上百的大型对象，这样的高昂代价还是可以接受的，但是对于sizeof只有个位数的小对象，这样的代价通常是一个数量级的差距。正因为这个原因，STL不使用new和delete，转而使用分配子(alllocor)分配对象。