5.【CPP】内存管理（text段&&data段&&bss段||nwe&&delete底层实现||源码）

一.内存管理

1.如图

2.heap下面的空间

应用程序加载到内存中由操作系统完成对bss,data,text,stack加载，并在内存分配空间。在编译阶段已经确定分配了多少空间，属于静态分配。
而malloc等在程序运行时在堆上开辟空间则属于动态分配，需要手动free掉开辟的空间，否则会造成内存泄漏。

text(代码段）：用来存放程序执行代码的内存区域。在内存中被映射为只读，通常存一些只读的数据，如字符串常量。
data（数据段）:通常用来存放程序中已初始化的（非 0）全局变量和静态局部变量。数据段的起始位置由链接定位文件确认，大小在编译链接时自动分配
bss 是英文 Block by Symbol 的简称。通常用来存放程序中未初始化和初始化为 0的全局变量的一块内存区域.
text 和 data 段都在可执行文件中，由系统从可执行文件中加载；而 bss 段不在可执行文件中，由系统初始化。那么就意味着一个很大的变量如果不初始化，那么编译后生成的文件要比初始化的小。

3.验证一下

我们可以看到初始化后的test1编译后文件大小明显大于未初始化的test的文件大小，说明结论成立。

二.new 和delete

1.使用

int* p1=new int(10);//初始化一个int，值是10
int* p2=new int[10];//初始化一个int数组，大小为10，调用十次operator new

//c++11支持花括号初始化
int* p3=new int[10]{1,2,3,4,5} ;

delete p1;
delete [] p2;//要加括号析构十次，否则会报错
delete [] p3;

2.底层实现

/*
operator new：该函数实际通过malloc来申请空间，当malloc申请空间成功时直接返回；申请空间失败，
尝试执行空 间不足应对措施，如果改应对措施用户设置了，则继续申请，否则抛异常。
*/
 
void* __CRTDECL operator new(size_t size) _THROW1(_STD bad_alloc)
{
	// try to allocate size bytes
	void* p;
	while ((p = malloc(size)) == 0)
		if (_callnewh(size) == 0)
		{
			// report no memory
			// 如果申请内存失败了，这里会抛出bad_alloc 类型异常
			static const std::bad_alloc nomem;
			_RAISE(nomem);
		}
 
	return (p);
}
 
 
/*
operator delete: 该函数最终是通过free来释放空间的
*/
 
void operator delete(void* pUserData)
{
	_CrtMemBlockHeader* pHead;
 
	RTCCALLBACK(_RTC_Free_hook, (pUserData, 0));
 
 
	if (pUserData == NULL
		return;
 
	_mlock(_HEAP_LOCK); /* block other threads */
	__TRY
		/* get a pointer to memory block header */
		pHead = pHdr(pUserData);
 
		/* verify block type */
		_ASSERTE(_BLOCK_TYPE_IS_VALID(pHead->nBlockUse));
 
		_free_dbg(pUserData, pHead->nBlockUse);
 
	__FINALLY
		_munlock(_HEAP_LOCK); /* release other threads */
	__END_TRY_FINALLY
	
	return;
}
 
/*
free的实现
*/
#define free(p) _free_dbg(p, _NORMAL_BLOCK)

1.new和delete是操作符，实际调用了全局函数operator new和operator delete，底层也是通过malloc和free实现的。
2.相较于malloc/free,new和delete在堆上开空间的同时还调用了自定义类型的构造和析构函数，若空间开辟失败会抛异常(malloc会返回空指针）。
3.new 和delete要配套使用。

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