Question

内存与变量关系

1.在编程中声明变量时内存分配其空间，那么内存分配的空间是什么部分（是栈还是堆？）
2.内存结构里除了栈，堆外还有哪些部分？ (这些是物理内存空间还是虚拟内存空间？）
3.假如我玩游戏的话内存分配的是那个空间（栈，堆，还是其他？）
本人是新手，尽量详细解释，谢谢~！

Answer 1

1,不一定。依照你用的编程语言不同，可能是堆，也可能是栈。静态和动态变量也不一样

2，对每一个程序来说，从高位到低位分别是：“栈区”-“堆区”-“未初始化数据区”-“已初始化数据区”-“代码区”， 理论上物理内存和虚拟内存（其实应该是叫页面文件）对操作系统来说是一样的。每次你新开一个程序，系统都会自动赋予一个平坦的4G的“内存“空间

3，都有。

另外给你一个标准C程序内存结构图，看看就明白了。挺简单的。

追问

1.内存是从高到低分5层：“栈区”-“堆区”-“未初始化数据区”-“已初始化数据区”-“代码区”。。这个5层是厂家设计内存条的时候分层的？ 还是进入系统后系统把内存分5层的？
2. 每个层的主要作用是什么？为什么分5层啊？
3.另外每次你新开一个程序，系统都会自动赋予一个平坦的4G的“内存“空间，这是什么意思？ 假如电脑内存为2G的容量怎么办？
我是新手请原谅。。。

追答

1，不是。所有的这些结构都是针对软件层面说的，或者说是一种逻辑上的理解，并不是真正内存的物理结构是这样的。你可以理解为系统需要程序有这个结构才能执行。
2，高地址主要用来声明一些变量，低地址用来包含正文程序。堆和栈起到变量交换，内存指针之类的高级功能。可以理解为除正文外的地址全部是给系统用的，系统可以标记各种变量，缓存什么的。
3，正如我前面说的一样，对程序来说，它是无法区分所在的位置是页面文件（在硬盘上）还是物理内存里。这二者对它来说是一样的。“平坦”就是这个意思。4G的意思是每个程序最大只能占用4G“内存”（32位系统下），单线程不能超过2G。也就是说，如果你的某个程序起始有1G，但是后来会增大到4G，这时假设你的物理内存只有2G，那么系统会自动在页面文件里分配2G给该程序，但是作为程序本身和运行程序的我们看来，这是一样的。区别在于你的硬盘灯狂闪……那是在分配和读写页面文件。而由于硬盘读写速度远小于物理内存，表现到我们使用者面前就是所谓的“卡顿”了
另外，对32位系统的4G限制是这么来的：每8个bits 为1 Byte，每两个Byte为一个操作，2^32= 4294967296 Byte =4GB。 如果是64位操作系统，那么是2^64= 17179869184 GB

追问

谢谢，大部分都理解了，但有一点儿疑惑-（所有的这些结构都是针对软件层面说的，或者说是一种逻辑上的理解，并不是真正内存的物理结构是这样的。你可以理解为系统需要程序有这个结构才能执行）括号这句话中。
1.也就是说这样的结构（5个层次）不是系统分配给程序的，而是系统需要包含这些结构的程序，这个意思吗？
2.在我运行6个程序，这时候每个程序在内存里都带自个儿的结构，他们6个程序之间的结构互相有关系吗？会影响吗?

追答

不客气哈～大家互相学习～
1，可以理解为系统只能识别这种结构的程序为“可以执行的”程序。而实际上，如果把操作系统当作一个很大的，在一开机就加载到内存的程序，那么它也是有一定的内存结构的。只不过没有了堆栈区，而是换成了硬件地址映射的保留区。依照操作系统的不同，可能也没有所谓的正文区，而变成了缓存区。
2，可能有关系也可能没有关系。正如1里面所说的，如果你把操作系统也当作一个大的程序来看，那么很多运行于操作系统下的程序就会用到一些基本的组件。而相互之间可以通过线程来交换信息。注意，程序，线程，进程都是不一样的概念。

追问

很感谢，请你谅解，又产生疑惑了：
1.也就是说集成这些结构（5个层次）的程序系统才能执行？假如某软件或程序没有这些结构的话系统无法执行吗?
2.代码，程序，编译器，线程，进程它们5个有什么区别（简单地说）？
以我的理解是：代码是静态的，是我们编写的数据。编译器是把高级语言转换成机器语言的程序。程序是集成代码和编译器的可执行文件，（帮我说明一下），程序或软件到底带没带自个儿编译器？线程和进程怎么理解？

追答

1，可以这么理解。但是不是必须要全部有以上结构的程序才能执行。有些特殊的程序，比如DLL文件是可以不要有堆栈结构，也可以被系统执行的。
2，你对代码，编译器的理解是对的。但是程序不一定带编译器，有些直接被生成为二进制代码(c,c++，VB)，可以直接执行。有些要带解释型编译器(java, perl)，边解释边执行(这就是为什么JAVA要装虚拟机才能运行基于JAVA的程序） 。程序可以在被操作系统执行的时候变成单进程（process）或多进程，下面每个进程又可以包含一个或几个线程（thread）。线程可以不具有完整的如前面所说的结构，相互之间可以互相交换信息，但是进程必须有前面说的那五个层次的结构。

举个例子，当你打开chrome浏览器的时候，每开一个网页，你会在任务管理器里看到一个名为chrome.exe的进程，因为该浏览器采用的是沙箱原理，独立的网页都被扔到一个独立的进程里，互相不干扰。但是，在进程下的一些插件的运行是基于线程的，一般看不到。

追问

好像这个平台专门为了我们俩而设定的，哇哈哈~我总结一下吧！（内存，变量，代码，程序，编译器，进程，线程）
1.声明的变量或常量既可能存到的栈，也可能存到堆
2.代码是静态的，是我们编写的数据。编译器是把高级语言转换成机器语言的程序
3.程序是代码经过编译形成的可执行文件，程序结构分为栈区，堆区，未初始化数据区，已初始化数据区，代码区
4.一个进程包含一个或多个线程，并且拥有独立的内存单元
我的理解对吗？

追答

全对。就是这个意思。