• <ins id="pjuwb"></ins>
    <blockquote id="pjuwb"><pre id="pjuwb"></pre></blockquote>
    <noscript id="pjuwb"></noscript>
          <sup id="pjuwb"><pre id="pjuwb"></pre></sup>
            <dd id="pjuwb"></dd>
            <abbr id="pjuwb"></abbr>

            jianlinzhang

              C++博客 :: 首頁 :: 新隨筆 :: 聯(lián)系 :: 聚合  :: 管理 ::
              16 隨筆 :: 2 文章 :: 17 評(píng)論 :: 0 Trackbacks
            1 堆和棧的區(qū)別 (轉(zhuǎn)貼)
            堆和棧的區(qū)別 (轉(zhuǎn)貼) 
            非本人作也!因非常經(jīng)典,所以收歸旗下,與眾人閱之!原作者不祥!

            堆和棧的區(qū)別
            一、預(yù)備知識(shí)—程序的內(nèi)存分配
            一個(gè)由c/C++編譯的程序占用的內(nèi)存分為以下幾個(gè)部分
            1、棧區(qū)(stack)— 由編譯器自動(dòng)分配釋放 ,存放函數(shù)的參數(shù)值,局部變量的值等。其操作方式類似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧。
            2、堆區(qū)(heap) — 一般由程序員分配釋放, 若程序員不釋放,程序結(jié)束時(shí)可能由OS回收 。注意它與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的堆是兩回事,分配方式倒是類似于鏈表,呵呵。
            3、全局區(qū)(靜態(tài)區(qū))(static)—,全局變量和靜態(tài)變量的存儲(chǔ)是放在一塊的,初始化的全局變量和靜態(tài)變量在一塊區(qū)域, 未初始化的全局變量和未初始化的靜態(tài)變量在相鄰的另一塊區(qū)域。 - 程序結(jié)束后有系統(tǒng)釋放 
            4、文字常量區(qū)—常量字符串就是放在這里的。 程序結(jié)束后由系統(tǒng)釋放
            5、程序代碼區(qū)—存放函數(shù)體的二進(jìn)制代碼。
            二、例子程序 
            這是一個(gè)前輩寫的,非常詳細(xì) 
            //main.cpp 
            int a = 0; 全局初始化區(qū) 
            char *p1; 全局未初始化區(qū) 
            main() 

            int b; 棧 
            char s[] = "abc"; 棧 
            char *p2; 棧 
            char *p3 = "123456"; 123456\0在常量區(qū),p3在棧上。 
            static int c =0; 全局(靜態(tài))初始化區(qū) 
            p1 = (char *)malloc(10); 
            p2 = (char *)malloc(20); 
            分配得來得10和20字節(jié)的區(qū)域就在堆區(qū)。 
            strcpy(p1, "123456"); 123456\0放在常量區(qū),編譯器可能會(huì)將它與p3所指向的"123456"優(yōu)化成一個(gè)地方。 

             


            二、堆和棧的理論知識(shí) 
            2.1申請(qǐng)方式 
            stack: 
            由系統(tǒng)自動(dòng)分配。 例如,聲明在函數(shù)中一個(gè)局部變量 int b; 系統(tǒng)自動(dòng)在棧中為b開辟空間 
            heap: 
            需要程序員自己申請(qǐng),并指明大小,在c中malloc函數(shù) 
            如p1 = (char *)malloc(10); 
            在C++中用new運(yùn)算符 
            如p2 = (char *)malloc(10); 
            但是注意p1、p2本身是在棧中的。 


            2.2 
            申請(qǐng)后系統(tǒng)的響應(yīng) 
            棧:只要棧的剩余空間大于所申請(qǐng)空間,系統(tǒng)將為程序提供內(nèi)存,否則將報(bào)異常提示棧溢出。 
            堆:首先應(yīng)該知道操作系統(tǒng)有一個(gè)記錄空閑內(nèi)存地址的鏈表,當(dāng)系統(tǒng)收到程序的申請(qǐng)時(shí), 
            會(huì)遍歷該鏈表,尋找第一個(gè)空間大于所申請(qǐng)空間的堆結(jié)點(diǎn),然后將該結(jié)點(diǎn)從空閑結(jié)點(diǎn)鏈表中刪除,并將該結(jié)點(diǎn)的空間分配給程序,另外,對(duì)于大多數(shù)系統(tǒng),會(huì)在這塊內(nèi)存空間中的首地址處記錄本次分配的大小,這樣,代碼中的delete語句才能正確的釋放本內(nèi)存空間。另外,由于找到的堆結(jié)點(diǎn)的大小不一定正好等于申請(qǐng)的大小,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的將多余的那部分重新放入空閑鏈表中。 

            2.3申請(qǐng)大小的限制 
            棧:在Windows下,棧是向低地址擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),是一塊連續(xù)的內(nèi)存的區(qū)域。這句話的意思是棧頂?shù)牡刂泛蜅5淖畲笕萘渴窍到y(tǒng)預(yù)先規(guī)定好的,在WINDOWS下,棧的大小是2M(也有的說是1M,總之是一個(gè)編譯時(shí)就確定的常數(shù)),如果申請(qǐng)的空間超過棧的剩余空間時(shí),將提示overflow。因此,能從棧獲得的空間較小。 
            堆:堆是向高地址擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),是不連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域。這是由于系統(tǒng)是用鏈表來存儲(chǔ)的空閑內(nèi)存地址的,自然是不連續(xù)的,而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有效的虛擬內(nèi)存。由此可見,堆獲得的空間比較靈活,也比較大。 


            2.4申請(qǐng)效率的比較: 
            棧由系統(tǒng)自動(dòng)分配,速度較快。但程序員是無法控制的。 
            堆是由new分配的內(nèi)存,一般速度比較慢,而且容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片,不過用起來最方便. 
            另外,在WINDOWS下,最好的方式是用VirtualAlloc分配內(nèi)存,他不是在堆,也不是在棧是直接在進(jìn)程的地址空間中保留一快內(nèi)存,雖然用起來最不方便。但是速度快,也最靈活。 

            2.5堆和棧中的存儲(chǔ)內(nèi)容 
            棧: 在函數(shù)調(diào)用時(shí),第一個(gè)進(jìn)棧的是主函數(shù)中后的下一條指令(函數(shù)調(diào)用語句的下一條可執(zhí)行語句)的地址,然后是函數(shù)的各個(gè)參數(shù),在大多數(shù)的C編譯器中,參數(shù)是由右往左入棧的,然后是函數(shù)中的局部變量。注意靜態(tài)變量是不入棧的。 
            作者:121.30.67.*
            2006-11-26 23:15 回復(fù)此發(fā)言 

            2 堆和棧的區(qū)別 (轉(zhuǎn)貼)
            當(dāng)本次函數(shù)調(diào)用結(jié)束后,局部變量先出棧,然后是參數(shù),最后棧頂指針指向最開始存的地址,也就是主函數(shù)中的下一條指令,程序由該點(diǎn)繼續(xù)運(yùn)行。 
            堆:一般是在堆的頭部用一個(gè)字節(jié)存放堆的大小。堆中的具體內(nèi)容有程序員安排。 

            2.6存取效率的比較 

            char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa"; 
            char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb"; 
            aaaaaaaaaaa是在運(yùn)行時(shí)刻賦值的; 
            而bbbbbbbbbbb是在編譯時(shí)就確定的; 
            但是,在以后的存取中,在棧上的數(shù)組比指針?biāo)赶虻淖址?例如堆)快。 
            比如: 
            #include 
            void main() 

            char a = 1; 
            char c[] = "1234567890"; 
            char *p ="1234567890"; 
            a = c[1]; 
            a = p[1]; 
            return; 

            對(duì)應(yīng)的匯編代碼 
            10: a = c[1]; 
            00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh] 
            0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl 
            11: a = p[1]; 
            0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h] 
            00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1] 
            00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al 
            第一種在讀取時(shí)直接就把字符串中的元素讀到寄存器cl中,而第二種則要先把指針值讀到edx中,在根據(jù)edx讀取字符,顯然慢了。 


            2.7小結(jié): 
            堆和棧的區(qū)別可以用如下的比喻來看出: 
            使用棧就象我們?nèi)ワ堭^里吃飯,只管點(diǎn)菜(發(fā)出申請(qǐng))、付錢、和吃(使用),吃飽了就走,不必理會(huì)切菜、洗菜等準(zhǔn)備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作,他的好處是快捷,但是自由度小。 
            使用堆就象是自己動(dòng)手做喜歡吃的菜肴,比較麻煩,但是比較符合自己的口味,而且自由度大。 





            windows進(jìn)程中的內(nèi)存結(jié)構(gòu)


            在閱讀本文之前,如果你連堆棧是什么多不知道的話,請(qǐng)先閱讀文章后面的基礎(chǔ)知識(shí)。 

            接觸過編程的人都知道,高級(jí)語言都能通過變量名來訪問內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。那么這些變量在內(nèi)存中是如何存放的呢?程序又是如何使用這些變量的呢?下面就會(huì)對(duì)此進(jìn)行深入的討論。下文中的C語言代碼如沒有特別聲明,默認(rèn)都使用VC編譯的release版。 

            首先,來了解一下 C 語言的變量是如何在內(nèi)存分部的。C 語言有全局變量(Global)、本地變量(Local),靜態(tài)變量(Static)、寄存器變量(Regeister)。每種變量都有不同的分配方式。先來看下面這段代碼: 

            #include <stdio.h> 

            int g1=0, g2=0, g3=0; 

            int main() 

            static int s1=0, s2=0, s3=0; 
            int v1=0, v2=0, v3=0; 

            //打印出各個(gè)變量的內(nèi)存地址 

            printf("0x%08x\n",&v1); //打印各本地變量的內(nèi)存地址 
            printf("0x%08x\n",&v2); 
            printf("0x%08x\n\n",&v3); 
            printf("0x%08x\n",&g1); //打印各全局變量的內(nèi)存地址 
            printf("0x%08x\n",&g2); 
            printf("0x%08x\n\n",&g3); 
            printf("0x%08x\n",&s1); //打印各靜態(tài)變量的內(nèi)存地址 
            printf("0x%08x\n",&s2); 
            printf("0x%08x\n\n",&s3); 
            return 0; 


            編譯后的執(zhí)行結(jié)果是: 

            0x0012ff78 
            0x0012ff7c 
            0x0012ff80 

            0x004068d0 
            0x004068d4 
            0x004068d8 

            0x004068dc 
            0x004068e0 
            0x004068e4 

            輸出的結(jié)果就是變量的內(nèi)存地址。其中v1,v2,v3是本地變量,g1,g2,g3是全局變量,s1,s2,s3是靜態(tài)變量。你可以看到這些變量在內(nèi)存是連續(xù)分布的,但是本地變量和全局變量分配的內(nèi)存地址差了十萬八千里,而全局變量和靜態(tài)變量分配的內(nèi)存是連續(xù)的。這是因?yàn)楸镜刈兞亢腿?靜態(tài)變量是分配在不同類型的內(nèi)存區(qū)域中的結(jié)果。對(duì)于一個(gè)進(jìn)程的內(nèi)存空間而言,可以在邏輯上分成3個(gè)部份:代碼區(qū),靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)一般就是“堆棧”。“棧(stack)”和“堆(heap)”是兩種不同的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)區(qū),棧是一種線性結(jié)構(gòu),堆是一種鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。進(jìn)程的每個(gè)線程都有私有的“棧”,所以每個(gè)線程雖然代碼一樣,但本地變量的數(shù)據(jù)都是互不干擾。一個(gè)堆棧可以通過“基地址”和“棧頂”地址來描述。全局變量和靜態(tài)變量分配在靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū),本地變量分配在動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)區(qū),即堆棧中。程序通過堆棧的基地址和偏移量來訪問本地變量。 
            作者:121.30.67.*
            2006-11-26 23:15 回復(fù)此發(fā)言 

            3 堆和棧的區(qū)別 (轉(zhuǎn)貼)


            ├———————┤低端內(nèi)存區(qū)域 
            │ …… │ 
            ├———————┤ 
            │ 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)區(qū) │ 
            ├———————┤ 
            │ …… │ 
            ├———————┤ 
            │ 代碼區(qū) │ 
            ├———————┤ 
            │ 靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū) │ 
            ├———————┤ 
            │ …… │ 
            ├———————┤高端內(nèi)存區(qū)域 


            堆棧是一個(gè)先進(jìn)后出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),棧頂?shù)刂房偸切∮诘扔跅5幕刂贰N覀兛梢韵攘私庖幌潞瘮?shù)調(diào)用的過程,以便對(duì)堆棧在程序中的作用有更深入的了解。不同的語言有不同的函數(shù)調(diào)用規(guī)定,這些因素有參數(shù)的壓入規(guī)則和堆棧的平衡。windows API的調(diào)用規(guī)則和ANSI C的函數(shù)調(diào)用規(guī)則是不一樣的,前者由被調(diào)函數(shù)調(diào)整堆棧,后者由調(diào)用者調(diào)整堆棧。兩者通過“__stdcall”和“__cdecl”前綴區(qū)分。先看下面這段代碼: 

            #include <stdio.h> 

            void __stdcall func(int param1,int param2,int param3) 

            int var1=param1; 
            int var2=param2; 
            int var3=param3; 
            printf("0x%08x\n",¶m1); //打印出各個(gè)變量的內(nèi)存地址 
            printf("0x%08x\n",¶m2); 
            printf("0x%08x\n\n",¶m3); 
            printf("0x%08x\n",&var1); 
            printf("0x%08x\n",&var2); 
            printf("0x%08x\n\n",&var3); 
            return; 


            int main() 

            func(1,2,3); 
            return 0; 


            編譯后的執(zhí)行結(jié)果是: 

            0x0012ff78 
            0x0012ff7c 
            0x0012ff80 

            0x0012ff68 
            0x0012ff6c 
            0x0012ff70 


            ├———————┤<—函數(shù)執(zhí)行時(shí)的棧頂(ESP)、低端內(nèi)存區(qū)域 
            │ …… │ 
            ├———————┤ 
            │ var 1 │ 
            ├———————┤ 
            │ var 2 │ 
            ├———————┤ 
            │ var 3 │ 
            ├———————┤ 
            │ RET │ 
            ├———————┤<—“__cdecl”函數(shù)返回后的棧頂(ESP) 
            │ parameter 1 │ 
            ├———————┤ 
            │ parameter 2 │ 
            ├———————┤ 
            │ parameter 3 │ 
            ├———————┤<—“__stdcall”函數(shù)返回后的棧頂(ESP) 
            │ …… │ 
            ├———————┤<—棧底(基地址 EBP)、高端內(nèi)存區(qū)域 


            上圖就是函數(shù)調(diào)用過程中堆棧的樣子了。首先,三個(gè)參數(shù)以從又到左的次序壓入堆棧,先壓“param3”,再壓“param2”,最后壓入“param1”;然后壓入函數(shù)的返回地址(RET),接著跳轉(zhuǎn)到函數(shù)地址接著執(zhí)行(這里要補(bǔ)充一點(diǎn),介紹UNIX下的緩沖溢出原理的文章中都提到在壓入RET后,繼續(xù)壓入當(dāng)前EBP,然后用當(dāng)前ESP代替EBP。然而,有一篇介紹windows下函數(shù)調(diào)用的文章中說,在windows下的函數(shù)調(diào)用也有這一步驟,但根據(jù)我的實(shí)際調(diào)試,并未發(fā)現(xiàn)這一步,這還可以從param3和var1之間只有4字節(jié)的間隙這點(diǎn)看出來);第三步,將棧頂(ESP)減去一個(gè)數(shù),為本地變量分配內(nèi)存空間,上例中是減去12字節(jié)(ESP=ESP-3*4,每個(gè)int變量占用4個(gè)字節(jié));接著就初始化本地變量的內(nèi)存空間。由于“__stdcall”調(diào)用由被調(diào)函數(shù)調(diào)整堆棧,所以在函數(shù)返回前要恢復(fù)堆棧,先回收本地變量占用的內(nèi)存(ESP=ESP+3*4),然后取出返回地址,填入EIP寄存器,回收先前壓入?yún)?shù)占用的內(nèi)存(ESP=ESP+3*4),繼續(xù)執(zhí)行調(diào)用者的代碼。參見下列匯編代碼: 

            ;--------------func 函數(shù)的匯編代碼------------------- 

            :00401000 83EC0C sub esp, 0000000C //創(chuàng)建本地變量的內(nèi)存空間 
            :00401003 8B442410 mov eax, dword ptr [esp+10] 
            :00401007 8B4C2414 mov ecx, dword ptr [esp+14] 
            :0040100B 8B542418 mov edx, dword ptr [esp+18] 
            :0040100F 89442400 mov dword ptr [esp], eax 
            :00401013 8D442410 lea eax, dword ptr [esp+10] 
            :00401017 894C2404 mov dword ptr [esp+04], ecx 

            ……………………(省略若干代碼) 

            :00401075 83C43C add esp, 0000003C ;恢復(fù)堆棧,回收本地變量的內(nèi)存空間 
            :00401078 C3 ret 000C ;函數(shù)返回,恢復(fù)參數(shù)占用的內(nèi)存空間 
            作者:121.30.67.*
            2006-11-26 23:15 回復(fù)此發(fā)言 

            4 堆和棧的區(qū)別 (轉(zhuǎn)貼)
            ;如果是“__cdecl”的話,這里是“ret”,堆棧將由調(diào)用者恢復(fù) 

            ;-------------------函數(shù)結(jié)束------------------------- 


            ;--------------主程序調(diào)用func函數(shù)的代碼-------------- 

            :00401080 6A03 push 00000003 //壓入?yún)?shù)param3 
            :00401082 6A02 push 00000002 //壓入?yún)?shù)param2 
            :00401084 6A01 push 00000001 //壓入?yún)?shù)param1 
            :00401086 E875FFFFFF call 00401000 //調(diào)用func函數(shù) 
            ;如果是“__cdecl”的話,將在這里恢復(fù)堆棧,“add esp, 0000000C” 

            聰明的讀者看到這里,差不多就明白緩沖溢出的原理了。先來看下面的代碼: 

            #include <stdio.h> 
            #include <string.h> 

            void __stdcall func() 

            char lpBuff[8]="\0"; 
            strcat(lpBuff,"AAAAAAAAAAA"); 
            return; 


            int main() 

            func(); 
            return 0; 


            編譯后執(zhí)行一下回怎么樣?哈,“"0x00414141"指令引用的"0x00000000"內(nèi)存。該內(nèi)存不能為"read"。”,“非法操作”嘍!"41"就是"A"的16進(jìn)制的ASCII碼了,那明顯就是strcat這句出的問題了。"lpBuff"的大小只有8字節(jié),算進(jìn)結(jié)尾的\0,那strcat最多只能寫入7個(gè)"A",但程序?qū)嶋H寫入了11個(gè)"A"外加1個(gè)\0。再來看看上面那幅圖,多出來的4個(gè)字節(jié)正好覆蓋了RET的所在的內(nèi)存空間,導(dǎo)致函數(shù)返回到一個(gè)錯(cuò)誤的內(nèi)存地址,執(zhí)行了錯(cuò)誤的指令。如果能精心構(gòu)造這個(gè)字符串,使它分成三部分,前一部份僅僅是填充的無意義數(shù)據(jù)以達(dá)到溢出的目的,接著是一個(gè)覆蓋RET的數(shù)據(jù),緊接著是一段shellcode,那只要著個(gè)RET地址能指向這段shellcode的第一個(gè)指令,那函數(shù)返回時(shí)就能執(zhí)行shellcode了。但是軟件的不同版本和不同的運(yùn)行環(huán)境都可能影響這段shellcode在內(nèi)存中的位置,那么要構(gòu)造這個(gè)RET是十分困難的。一般都在RET和shellcode之間填充大量的NOP指令,使得exploit有更強(qiáng)的通用性。 


            ├———————┤<—低端內(nèi)存區(qū)域 
            │ …… │ 
            ├———————┤<—由exploit填入數(shù)據(jù)的開始 
            │ │ 
            │ buffer │<—填入無用的數(shù)據(jù) 
            │ │ 
            ├———————┤ 
            │ RET │<—指向shellcode,或NOP指令的范圍 
            ├———————┤ 
            │ NOP │ 
            │ …… │<—填入的NOP指令,是RET可指向的范圍 
            │ NOP │ 
            ├———————┤ 
            │ │ 
            │ shellcode │ 
            │ │ 
            ├———————┤<—由exploit填入數(shù)據(jù)的結(jié)束 
            │ …… │ 
            ├———————┤<—高端內(nèi)存區(qū)域 


            windows下的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)除了可存放在棧中,還可以存放在堆中。了解C++的朋友都知道,C++可以使用new關(guān)鍵字來動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存。來看下面的C++代碼: 

            #include <stdio.h> 
            #include <iostream.h> 
            #include <windows.h> 

            void func() 

            char *buffer=new char[128]; 
            char bufflocal[128]; 
            static char buffstatic[128]; 
            printf("0x%08x\n",buffer); //打印堆中變量的內(nèi)存地址 
            printf("0x%08x\n",bufflocal); //打印本地變量的內(nèi)存地址 
            printf("0x%08x\n",buffstatic); //打印靜態(tài)變量的內(nèi)存地址 


            void main() 

            func(); 
            return; 


            程序執(zhí)行結(jié)果為: 

            0x004107d0 
            0x0012ff04 
            0x004068c0 

            可以發(fā)現(xiàn)用new關(guān)鍵字分配的內(nèi)存即不在棧中,也不在靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)。VC編譯器是通過windows下的“堆(heap)”來實(shí)現(xiàn)new關(guān)鍵字的內(nèi)存動(dòng)態(tài)分配。在講“堆”之前,先來了解一下和“堆”有關(guān)的幾個(gè)API函數(shù): 

            HeapAlloc 在堆中申請(qǐng)內(nèi)存空間 
            HeapCreate 創(chuàng)建一個(gè)新的堆對(duì)象 
            HeapDestroy 銷毀一個(gè)堆對(duì)象 
            HeapFree 釋放申請(qǐng)的內(nèi)存 
            HeapWalk 枚舉堆對(duì)象的所有內(nèi)存塊 
            GetProcessHeap 取得進(jìn)程的默認(rèn)堆對(duì)象 
            GetProcessHeaps 取得進(jìn)程所有的堆對(duì)象 
            LocalAlloc 
            GlobalAlloc 

            當(dāng)進(jìn)程初始化時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)為進(jìn)程創(chuàng)建一個(gè)默認(rèn)堆,這個(gè)堆默認(rèn)所占內(nèi)存的大小為1M。堆對(duì)象由系統(tǒng)進(jìn)行管理,它在內(nèi)存中以鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)存在。通過下面的代碼可以通過堆動(dòng)態(tài)申請(qǐng)內(nèi)存空間: 
            作者:121.30.67.*
            2006-11-26 23:15 回復(fù)此發(fā)言 

            5 堆和棧的區(qū)別 (轉(zhuǎn)貼)

            HANDLE hHeap=GetProcessHeap(); 
            char *buff=HeapAlloc(hHeap,0,8); 

            其中hHeap是堆對(duì)象的句柄,buff是指向申請(qǐng)的內(nèi)存空間的地址。那這個(gè)hHeap究竟是什么呢?它的值有什么意義嗎?看看下面這段代碼吧: 

            #pragma comment(linker,"/entry:main") //定義程序的入口 
            #include <windows.h> 

            _CRTIMP int (__cdecl *printf)(const char *, ...); //定義STL函數(shù)printf 
            /*--------------------------------------------------------------------------- 
            寫到這里,我們順便來復(fù)習(xí)一下前面所講的知識(shí): 
            (*注)printf函數(shù)是C語言的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫中函數(shù),VC的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫由msvcrt.dll模塊實(shí)現(xiàn)。 
            由函數(shù)定義可見,printf的參數(shù)個(gè)數(shù)是可變的,函數(shù)內(nèi)部無法預(yù)先知道調(diào)用者壓入的參數(shù)個(gè)數(shù),函數(shù)只能通過分析第一個(gè)參數(shù)字符串的格式來獲得壓入?yún)?shù)的信息,由于這里參數(shù)的個(gè)數(shù)是動(dòng)態(tài)的,所以必須由調(diào)用者來平衡堆棧,這里便使用了__cdecl調(diào)用規(guī)則。BTW,Windows系統(tǒng)的API函數(shù)基本上是__stdcall調(diào)用形式,只有一個(gè)API例外,那就是wsprintf,它使用__cdecl調(diào)用規(guī)則,同printf函數(shù)一樣,這是由于它的參數(shù)個(gè)數(shù)是可變的緣故。 
            ---------------------------------------------------------------------------*/ 
            void main() 

            HANDLE hHeap=GetProcessHeap(); 
            char *buff=HeapAlloc(hHeap,0,0x10); 
            char *buff2=HeapAlloc(hHeap,0,0x10); 
            HMODULE hMsvcrt=LoadLibrary("msvcrt.dll"); 
            printf=(void *)GetProcAddress(hMsvcrt,"printf"); 
            printf("0x%08x\n",hHeap); 
            printf("0x%08x\n",buff); 
            printf("0x%08x\n\n",buff2); 


            執(zhí)行結(jié)果為: 

            0x00130000 
            0x00133100 
            0x00133118 

            hHeap的值怎么和那個(gè)buff的值那么接近呢?其實(shí)hHeap這個(gè)句柄就是指向HEAP首部的地址。在進(jìn)程的用戶區(qū)存著一個(gè)叫PEB(進(jìn)程環(huán)境塊)的結(jié)構(gòu),這個(gè)結(jié)構(gòu)中存放著一些有關(guān)進(jìn)程的重要信息,其中在PEB首地址偏移0x18處存放的ProcessHeap就是進(jìn)程默認(rèn)堆的地址,而偏移0x90處存放了指向進(jìn)程所有堆的地址列表的指針。windows有很多API都使用進(jìn)程的默認(rèn)堆來存放動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù),如windows 2000下的所有ANSI版本的函數(shù)都是在默認(rèn)堆中申請(qǐng)內(nèi)存來轉(zhuǎn)換ANSI字符串到Unicode字符串的。對(duì)一個(gè)堆的訪問是順序進(jìn)行的,同一時(shí)刻只能有一個(gè)線程訪問堆中的數(shù)據(jù),當(dāng)多個(gè)線程同時(shí)有訪問要求時(shí),只能排隊(duì)等待,這樣便造成程序執(zhí)行效率下降。 

            最后來說說內(nèi)存中的數(shù)據(jù)對(duì)齊。所位數(shù)據(jù)對(duì)齊,是指數(shù)據(jù)所在的內(nèi)存地址必須是該數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的整數(shù)倍,DWORD數(shù)據(jù)的內(nèi)存起始地址能被4除盡,WORD數(shù)據(jù)的內(nèi)存起始地址能被2除盡,x86 CPU能直接訪問對(duì)齊的數(shù)據(jù),當(dāng)他試圖訪問一個(gè)未對(duì)齊的數(shù)據(jù)時(shí),會(huì)在內(nèi)部進(jìn)行一系列的調(diào)整,這些調(diào)整對(duì)于程序來說是透明的,但是會(huì)降低運(yùn)行速度,所以編譯器在編譯程序時(shí)會(huì)盡量保證數(shù)據(jù)對(duì)齊。同樣一段代碼,我們來看看用VC、Dev-C++和lcc三個(gè)不同編譯器編譯出來的程序的執(zhí)行結(jié)果: 

            #include <stdio.h> 

            int main() 

            int a; 
            char b; 
            int c; 
            printf("0x%08x\n",&a); 
            printf("0x%08x\n",&b); 
            printf("0x%08x\n",&c); 
            return 0; 


            這是用VC編譯后的執(zhí)行結(jié)果: 
            0x0012ff7c 
            0x0012ff7b 
            0x0012ff80 
            變量在內(nèi)存中的順序:b(1字節(jié))-a(4字節(jié))-c(4字節(jié))。 

            這是用Dev-C++編譯后的執(zhí)行結(jié)果: 
            0x0022ff7c 
            0x0022ff7b 
            0x0022ff74 
            變量在內(nèi)存中的順序:c(4字節(jié))-中間相隔3字節(jié)-b(占1字節(jié))-a(4字節(jié))。 

            這是用lcc編譯后的執(zhí)行結(jié)果: 
            0x0012ff6c 
            0x0012ff6b 
            0x0012ff64 
            變量在內(nèi)存中的順序:同上。 

            三個(gè)編譯器都做到了數(shù)據(jù)對(duì)齊,但是后兩個(gè)編譯器顯然沒VC“聰明”,讓一個(gè)char占了4字節(jié),浪費(fèi)內(nèi)存哦。 


            基礎(chǔ)知識(shí): 
            堆棧是一種簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),是一種只允許在其一端進(jìn)行插入或刪除的線性表。允許插入或刪除操作的一端稱為棧頂,另一端稱為棧底,對(duì)堆棧的插入和刪除操作被稱為入棧和出棧。有一組CPU指令可以實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)程的內(nèi)存實(shí)現(xiàn)堆棧訪問。其中,POP指令實(shí)現(xiàn)出棧操作,PUSH指令實(shí)現(xiàn)入棧操作。CPU的ESP寄存器存放當(dāng)前線程的棧頂指針,EBP寄存器中保存當(dāng)前線程的棧底指針。CPU的EIP寄存器存放下一個(gè)CPU指令存放的內(nèi)存地址,當(dāng)CPU執(zhí)行完當(dāng)前的指令后,從EIP寄存器中讀取下一條指令的內(nèi)存地址,然后繼續(xù)執(zhí)行。 
            作者:121.30.67.*
            2006-11-26 23:15 回復(fù)此發(fā)言 

            6 堆和棧的區(qū)別 (轉(zhuǎn)貼)


            參考:《Windows下的HEAP溢出及其利用》by: isno 
            《windows核心編程》by: Jeffrey Richter 





            摘要: 討論常見的堆性能問題以及如何防范它們。(共 9 頁)

            前言
            您是否是動(dòng)態(tài)分配的 C/C++ 對(duì)象忠實(shí)且幸運(yùn)的用戶?您是否在模塊間的往返通信中頻繁地使用了“自動(dòng)化”?您的程序是否因堆分配而運(yùn)行起來很慢?不僅僅您遇到這樣的問題。幾乎所有項(xiàng)目遲早都會(huì)遇到堆問題。大家都想說,“我的代碼真正好,只是堆太慢”。那只是部分正確。更深入理解堆及其用法、以及會(huì)發(fā)生什么問題,是很有用的。

            什么是堆?
            (如果您已經(jīng)知道什么是堆,可以跳到“什么是常見的堆性能問題?”部分)

            在程序中,使用堆來動(dòng)態(tài)分配和釋放對(duì)象。在下列情況下,調(diào)用堆操作: 

            事先不知道程序所需對(duì)象的數(shù)量和大小。


            對(duì)象太大而不適合堆棧分配程序。
            堆使用了在運(yùn)行時(shí)分配給代碼和堆棧的內(nèi)存之外的部分內(nèi)存。下圖給出了堆分配程序的不同層。


            GlobalAlloc/GlobalFree:Microsoft Win32 堆調(diào)用,這些調(diào)用直接與每個(gè)進(jìn)程的默認(rèn)堆進(jìn)行對(duì)話。

            LocalAlloc/LocalFree:Win32 堆調(diào)用(為了與 Microsoft Windows NT 兼容),這些調(diào)用直接與每個(gè)進(jìn)程的默認(rèn)堆進(jìn)行對(duì)話。

            COM 的 IMalloc 分配程序(或 CoTaskMemAlloc / CoTaskMemFree):函數(shù)使用每個(gè)進(jìn)程的默認(rèn)堆。自動(dòng)化程序使用“組件對(duì)象模型 (COM)”的分配程序,而申請(qǐng)的程序使用每個(gè)進(jìn)程堆。

            C/C++ 運(yùn)行時(shí) (CRT) 分配程序:提供了 malloc() 和 free() 以及 new 和 delete 操作符。如 Microsoft Visual Basic 和 Java 等語言也提供了新的操作符并使用垃圾收集來代替堆。CRT 創(chuàng)建自己的私有堆,駐留在 Win32 堆的頂部。

            Windows NT 中,Win32 堆是 Windows NT 運(yùn)行時(shí)分配程序周圍的薄層。所有 API 轉(zhuǎn)發(fā)它們的請(qǐng)求給 NTDLL。

            Windows NT 運(yùn)行時(shí)分配程序提供 Windows NT 內(nèi)的核心堆分配程序。它由具有 128 個(gè)大小從 8 到 1,024 字節(jié)的空閑列表的前端分配程序組成。后端分配程序使用虛擬內(nèi)存來保留和提交頁。

            在圖表的底部是“虛擬內(nèi)存分配程序”,操作系統(tǒng)使用它來保留和提交頁。所有分配程序使用虛擬內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)的存取。

            分配和釋放塊不就那么簡(jiǎn)單嗎?為何花費(fèi)這么長(zhǎng)時(shí)間?

            堆實(shí)現(xiàn)的注意事項(xiàng)
            傳統(tǒng)上,操作系統(tǒng)和運(yùn)行時(shí)庫是與堆的實(shí)現(xiàn)共存的。在一個(gè)進(jìn)程的開始,操作系統(tǒng)創(chuàng)建一個(gè)默認(rèn)堆,叫做“進(jìn)程堆”。如果沒有其他堆可使用,則塊的分配使用“進(jìn)程堆”。語言運(yùn)行時(shí)也能在進(jìn)程內(nèi)創(chuàng)建單獨(dú)的堆。(例如,C 運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建它自己的堆。)除這些專用的堆外,應(yīng)用程序或許多已載入的動(dòng)態(tài)鏈接庫 (DLL) 之一可以創(chuàng)建和使用單獨(dú)的堆。Win32 提供一整套 API 來創(chuàng)建和使用私有堆。有關(guān)堆函數(shù)(英文)的詳盡指導(dǎo),請(qǐng)參見 MSDN。

            當(dāng)應(yīng)用程序或 DLL 創(chuàng)建私有堆時(shí),這些堆存在于進(jìn)程空間,并且在進(jìn)程內(nèi)是可訪問的。從給定堆分配的數(shù)據(jù)將在同一個(gè)堆上釋放。(不能從一個(gè)堆分配而在另一個(gè)堆釋放。)

            在所有虛擬內(nèi)存系統(tǒng)中,堆駐留在操作系統(tǒng)的“虛擬內(nèi)存管理器”的頂部。語言運(yùn)行時(shí)堆也駐留在虛擬內(nèi)存頂部。某些情況下,這些堆是操作系統(tǒng)堆中的層,而語言運(yùn)行時(shí)堆則通過大塊的分配來執(zhí)行自己的內(nèi)存管理。不使用操作系統(tǒng)堆,而使用虛擬內(nèi)存函數(shù)更利于堆的分配和塊的使用。

            典型的堆實(shí)現(xiàn)由前、后端分配程序組成。前端分配程序維持固定大小塊的空閑列表。對(duì)于一次分配調(diào)用,堆嘗試從前端列表找到一個(gè)自由塊。如果失敗,堆被迫從后端(保留和提交虛擬內(nèi)存)分配一個(gè)大塊來滿足請(qǐng)求。通用的實(shí)現(xiàn)有每塊分配的開銷,這將耗費(fèi)執(zhí)行周期,也減少了可使用的存儲(chǔ)空間。

            Knowledge Base 文章 Q10758,“用 calloc() 和 malloc() 管理內(nèi)存” (搜索文章編號(hào)), 包含了有關(guān)這些主題的更多背景知識(shí)。另外,有關(guān)堆實(shí)現(xiàn)和設(shè)計(jì)的詳細(xì)討論也可在下列著作中找到:“Dynamic Storage Allocation: A Survey and Critical Review”,作者 Paul R. Wilson、Mark S. Johnstone、Michael Neely 和 David Boles;“International Workshop on Memory Management”, 作者 Kinross, Scotland, UK, 1995 年 9 月(http://www.cs.utexas.edu/users/oops/papers.html)(英文)。
            作者:121.30.67.*
            2006-11-26 23:15 回復(fù)此發(fā)言 

            7 堆和棧的區(qū)別 (轉(zhuǎn)貼)

            Windows NT 的實(shí)現(xiàn)(Windows NT 版本 4.0 和更新版本) 使用了 127 個(gè)大小從 8 到 1,024 字節(jié)的 8 字節(jié)對(duì)齊塊空閑列表和一個(gè)“大塊”列表。“大塊”列表(空閑列表[0]) 保存大于 1,024 字節(jié)的塊。空閑列表容納了用雙向鏈表鏈接在一起的對(duì)象。默認(rèn)情況下,“進(jìn)程堆”執(zhí)行收集操作。(收集是將相鄰空閑塊合并成一個(gè)大塊的操作。)收集耗費(fèi)了額外的周期,但減少了堆塊的內(nèi)部碎片。

            單一全局鎖保護(hù)堆,防止多線程式的使用。(請(qǐng)參見“Server Performance and Scalability Killers”中的第一個(gè)注意事項(xiàng), George Reilly 所著,在 “MSDN Online Web Workshop”上(站點(diǎn):http://msdn.microsoft.com/workshop/server/iis/tencom.asp(英文)。)單一全局鎖本質(zhì)上是用來保護(hù)堆數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),防止跨多線程的隨機(jī)存取。若堆操作太頻繁,單一全局鎖會(huì)對(duì)性能有不利的影響。

            什么是常見的堆性能問題?
            以下是您使用堆時(shí)會(huì)遇到的最常見問題: 

            分配操作造成的速度減慢。光分配就耗費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間。最可能導(dǎo)致運(yùn)行速度減慢原因是空閑列表沒有塊,所以運(yùn)行時(shí)分配程序代碼會(huì)耗費(fèi)周期尋找較大的空閑塊,或從后端分配程序分配新塊。


            釋放操作造成的速度減慢。釋放操作耗費(fèi)較多周期,主要是啟用了收集操作。收集期間,每個(gè)釋放操作“查找”它的相鄰塊,取出它們并構(gòu)造成較大塊,然后再把此較大塊插入空閑列表。在查找期間,內(nèi)存可能會(huì)隨機(jī)碰到,從而導(dǎo)致高速緩存不能命中,性能降低。


            堆競(jìng)爭(zhēng)造成的速度減慢。當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)線程同時(shí)訪問數(shù)據(jù),而且一個(gè)線程繼續(xù)進(jìn)行之前必須等待另一個(gè)線程完成時(shí)就發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)。競(jìng)爭(zhēng)總是導(dǎo)致麻煩;這也是目前多處理器系統(tǒng)遇到的最大問題。當(dāng)大量使用內(nèi)存塊的應(yīng)用程序或 DLL 以多線程方式運(yùn)行(或運(yùn)行于多處理器系統(tǒng)上)時(shí)將導(dǎo)致速度減慢。單一鎖定的使用—常用的解決方案—意味著使用堆的所有操作是序列化的。當(dāng)?shù)却i定時(shí)序列化會(huì)引起線程切換上下文。可以想象交叉路口閃爍的紅燈處走走停停導(dǎo)致的速度減慢。 
            競(jìng)爭(zhēng)通常會(huì)導(dǎo)致線程和進(jìn)程的上下文切換。上下文切換的開銷是很大的,但開銷更大的是數(shù)據(jù)從處理器高速緩存中丟失,以及后來線程復(fù)活時(shí)的數(shù)據(jù)重建。

            堆破壞造成的速度減慢。造成堆破壞的原因是應(yīng)用程序?qū)Χ褖K的不正確使用。通常情形包括釋放已釋放的堆塊或使用已釋放的堆塊,以及塊的越界重寫等明顯問題。(破壞不在本文討論范圍之內(nèi)。有關(guān)內(nèi)存重寫和泄漏等其他細(xì)節(jié),請(qǐng)參見 Microsoft Visual C++(R) 調(diào)試文檔 。)


            頻繁的分配和重分配造成的速度減慢。這是使用腳本語言時(shí)非常普遍的現(xiàn)象。如字符串被反復(fù)分配,隨重分配增長(zhǎng)和釋放。不要這樣做,如果可能,盡量分配大字符串和使用緩沖區(qū)。另一種方法就是盡量少用連接操作。
            競(jìng)爭(zhēng)是在分配和釋放操作中導(dǎo)致速度減慢的問題。理想情況下,希望使用沒有競(jìng)爭(zhēng)和快速分配/釋放的堆。可惜,現(xiàn)在還沒有這樣的通用堆,也許將來會(huì)有。

            在所有的服務(wù)器系統(tǒng)中(如 IIS、MSProxy、DatabaseStacks、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、 Exchange 和其他), 堆鎖定實(shí)在是個(gè)大瓶頸。處理器數(shù)越多,競(jìng)爭(zhēng)就越會(huì)惡化。

            盡量減少堆的使用
            現(xiàn)在您明白使用堆時(shí)存在的問題了,難道您不想擁有能解決這些問題的超級(jí)魔棒嗎?我可希望有。但沒有魔法能使堆運(yùn)行加快—因此不要期望在產(chǎn)品出貨之前的最后一星期能夠大為改觀。如果提前規(guī)劃堆策略,情況將會(huì)大大好轉(zhuǎn)。調(diào)整使用堆的方法,減少對(duì)堆的操作是提高性能的良方。

            如何減少使用堆操作?通過利用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)的位置可減少堆操作的次數(shù)。請(qǐng)考慮下列實(shí)例:

            struct ObjectA {
               // objectA 的數(shù)據(jù) 
            }

            struct ObjectB {
               // objectB 的數(shù)據(jù) 
            }

            // 同時(shí)使用 objectA 和 objectB

            //
            // 使用指針 
            //
            struct ObjectB {
               struct ObjectA * pObjA;
               // objectB 的數(shù)據(jù) 
            }

            //
            // 使用嵌入
            作者:121.30.67.*
            2006-11-26 23:15 回復(fù)此發(fā)言 

            8 堆和棧的區(qū)別 (轉(zhuǎn)貼)
            //
            struct ObjectB {
               struct ObjectA pObjA;
               // objectB 的數(shù)據(jù) 
            }

            //
            // 集合 – 在另一對(duì)象內(nèi)使用 objectA 和 objectB
            //

            struct ObjectX {
               struct ObjectA  objA;
               struct ObjectB  objB;
            }

            避免使用指針關(guān)聯(lián)兩個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。如果使用指針關(guān)聯(lián)兩個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),前面實(shí)例中的對(duì)象 A 和 B 將被分別分配和釋放。這會(huì)增加額外開銷—我們要避免這種做法。


            把帶指針的子對(duì)象嵌入父對(duì)象。當(dāng)對(duì)象中有指針時(shí),則意味著對(duì)象中有動(dòng)態(tài)元素(百分之八十)和沒有引用的新位置。嵌入增加了位置從而減少了進(jìn)一步分配/釋放的需求。這將提高應(yīng)用程序的性能。


            合并小對(duì)象形成大對(duì)象(聚合)。聚合減少分配和釋放的塊的數(shù)量。如果有幾個(gè)開發(fā)者,各自開發(fā)設(shè)計(jì)的不同部分,則最終會(huì)有許多小對(duì)象需要合并。集成的挑戰(zhàn)就是要找到正確的聚合邊界。


            內(nèi)聯(lián)緩沖區(qū)能夠滿足百分之八十的需要(aka 80-20 規(guī)則)。個(gè)別情況下,需要內(nèi)存緩沖區(qū)來保存字符串/二進(jìn)制數(shù)據(jù),但事先不知道總字節(jié)數(shù)。估計(jì)并內(nèi)聯(lián)一個(gè)大小能滿足百分之八十需要的緩沖區(qū)。對(duì)剩余的百分之二十,可以分配一個(gè)新的緩沖區(qū)和指向這個(gè)緩沖區(qū)的指針。這樣,就減少分配和釋放調(diào)用并增加數(shù)據(jù)的位置空間,從根本上提高代碼的性能。


            在塊中分配對(duì)象(塊化)。塊化是以組的方式一次分配多個(gè)對(duì)象的方法。如果對(duì)列表的項(xiàng)連續(xù)跟蹤,例如對(duì)一個(gè) {名稱,值} 對(duì)的列表,有兩種選擇:選擇一是為每一個(gè)“名稱-值”對(duì)分配一個(gè)節(jié)點(diǎn);選擇二是分配一個(gè)能容納(如五個(gè))“名稱-值”對(duì)的結(jié)構(gòu)。例如,一般情況下,如果存儲(chǔ)四對(duì),就可減少節(jié)點(diǎn)的數(shù)量,如果需要額外的空間數(shù)量,則使用附加的鏈表指針。 
            塊化是友好的處理器高速緩存,特別是對(duì)于 L1-高速緩存,因?yàn)樗峁┝嗽黾拥奈恢?nbsp;—不用說對(duì)于塊分配,很多數(shù)據(jù)塊會(huì)在同一個(gè)虛擬頁中。

            正確使用 _amblksiz。C 運(yùn)行時(shí) (CRT) 有它的自定義前端分配程序,該分配程序從后端(Win32 堆)分配大小為 _amblksiz 的塊。將 _amblksiz 設(shè)置為較高的值能潛在地減少對(duì)后端的調(diào)用次數(shù)。這只對(duì)廣泛使用 CRT 的程序適用。
            使用上述技術(shù)將獲得的好處會(huì)因?qū)ο箢愋汀⒋笮〖肮ぷ髁慷兴煌5偰茉谛阅芎涂缮s性方面有所收獲。另一方面,代碼會(huì)有點(diǎn)特殊,但如果經(jīng)過深思熟慮,代碼還是很容易管理的。

            其他提高性能的技術(shù)
            下面是一些提高速度的技術(shù): 

            使用 Windows NT5 堆 
            由于幾個(gè)同事的努力和辛勤工作,1998 年初 Microsoft Windows(R) 2000 中有了幾個(gè)重大改進(jìn):

            改進(jìn)了堆代碼內(nèi)的鎖定。堆代碼對(duì)每堆一個(gè)鎖。全局鎖保護(hù)堆數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),防止多線程式的使用。但不幸的是,在高通信量的情況下,堆仍受困于全局鎖,導(dǎo)致高競(jìng)爭(zhēng)和低性能。Windows 2000 中,鎖內(nèi)代碼的臨界區(qū)將競(jìng)爭(zhēng)的可能性減到最小,從而提高了可伸縮性。


            使用 “Lookaside”列表。堆數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)塊的所有空閑項(xiàng)使用了大小在 8 到 1,024 字節(jié)(以 8-字節(jié)遞增)的快速高速緩存。快速高速緩存最初保護(hù)在全局鎖內(nèi)。現(xiàn)在,使用 lookaside 列表來訪問這些快速高速緩存空閑列表。這些列表不要求鎖定,而是使用 64 位的互鎖操作,因此提高了性能。


            內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法也得到改進(jìn)。
            這些改進(jìn)避免了對(duì)分配高速緩存的需求,但不排除其他的優(yōu)化。使用 Windows NT5 堆評(píng)估您的代碼;它對(duì)小于 1,024 字節(jié) (1 KB) 的塊(來自前端分配程序的塊)是最佳的。GlobalAlloc() 和 LocalAlloc() 建立在同一堆上,是存取每個(gè)進(jìn)程堆的通用機(jī)制。如果希望獲得高的局部性能,則使用 Heap(R) API 來存取每個(gè)進(jìn)程堆,或?yàn)榉峙洳僮鲃?chuàng)建自己的堆。如果需要對(duì)大塊操作,也可以直接使用 VirtualAlloc() / VirtualFree() 操作。

            上述改進(jìn)已在 Windows 2000 beta 2 和 Windows NT 4.0 SP4 中使用。改進(jìn)后,堆鎖的競(jìng)爭(zhēng)率顯著降低。這使所有 Win32 堆的直接用戶受益。CRT 堆建立于 Win32 堆的頂部,但它使用自己的小塊堆,因而不能從 Windows NT 改進(jìn)中受益。(Visual C++ 版本 6.0 也有改進(jìn)的堆分配程序。)
            作者:121.30.67.*
            2006-11-26 23:15 回復(fù)此發(fā)言 

            9 堆和棧的區(qū)別 (轉(zhuǎn)貼)

            使用分配高速緩存 
            分配高速緩存允許高速緩存分配的塊,以便將來重用。這能夠減少對(duì)進(jìn)程堆(或全局堆)的分配/釋放調(diào)用的次數(shù),也允許最大限度的重用曾經(jīng)分配的塊。另外,分配高速緩存允許收集統(tǒng)計(jì)信息,以便較好地理解對(duì)象在較高層次上的使用。

            典型地,自定義堆分配程序在進(jìn)程堆的頂部實(shí)現(xiàn)。自定義堆分配程序與系統(tǒng)堆的行為很相似。主要的差別是它在進(jìn)程堆的頂部為分配的對(duì)象提供高速緩存。高速緩存設(shè)計(jì)成一套固定大小(如 32 字節(jié)、64 字節(jié)、128 字節(jié)等)。這一個(gè)很好的策略,但這種自定義堆分配程序丟失與分配和釋放的對(duì)象相關(guān)的“語義信息”。 

            與自定義堆分配程序相反,“分配高速緩存”作為每類分配高速緩存來實(shí)現(xiàn)。除能夠提供自定義堆分配程序的所有好處之外,它們還能夠保留大量語義信息。每個(gè)分配高速緩存處理程序與一個(gè)目標(biāo)二進(jìn)制對(duì)象關(guān)聯(lián)。它能夠使用一套參數(shù)進(jìn)行初始化,這些參數(shù)表示并發(fā)級(jí)別、對(duì)象大小和保持在空閑列表中的元素的數(shù)量等。分配高速緩存處理程序?qū)ο缶S持自己的私有空閑實(shí)體池(不超過指定的閥值)并使用私有保護(hù)鎖。合在一起,分配高速緩存和私有鎖減少了與主系統(tǒng)堆的通信量,因而提供了增加的并發(fā)、最大限度的重用和較高的可伸縮性。

            需要使用清理程序來定期檢查所有分配高速緩存處理程序的活動(dòng)情況并回收未用的資源。如果發(fā)現(xiàn)沒有活動(dòng),將釋放分配對(duì)象的池,從而提高性能。

            可以審核每個(gè)分配/釋放活動(dòng)。第一級(jí)信息包括對(duì)象、分配和釋放調(diào)用的總數(shù)。通過查看它們的統(tǒng)計(jì)信息可以得出各個(gè)對(duì)象之間的語義關(guān)系。利用以上介紹的許多技術(shù)之一,這種關(guān)系可以用來減少內(nèi)存分配。

            分配高速緩存也起到了調(diào)試助手的作用,幫助您跟蹤沒有完全清除的對(duì)象數(shù)量。通過查看動(dòng)態(tài)堆棧返回蹤跡和除沒有清除的對(duì)象之外的簽名,甚至能夠找到確切的失敗的調(diào)用者。

            MP 堆 
            MP 堆是對(duì)多處理器友好的分布式分配的程序包,在 Win32 SDK(Windows NT 4.0 和更新版本)中可以得到。最初由 JVert 實(shí)現(xiàn),此處堆抽象建立在 Win32 堆程序包的頂部。MP 堆創(chuàng)建多個(gè) Win32 堆,并試圖將分配調(diào)用分布到不同堆,以減少在所有單一鎖上的競(jìng)爭(zhēng)。

            本程序包是好的步驟 —一種改進(jìn)的 MP-友好的自定義堆分配程序。但是,它不提供語義信息和缺乏統(tǒng)計(jì)功能。通常將 MP 堆作為 SDK 庫來使用。如果使用這個(gè) SDK 創(chuàng)建可重用組件,您將大大受益。但是,如果在每個(gè) DLL 中建立這個(gè) SDK 庫,將增加工作設(shè)置。

            重新思考算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 
            要在多處理器機(jī)器上伸縮,則算法、實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和硬件必須動(dòng)態(tài)伸縮。請(qǐng)看最經(jīng)常分配和釋放的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。試問,“我能用不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完成此工作嗎?”例如,如果在應(yīng)用程序初始化時(shí)加載了只讀項(xiàng)的列表,這個(gè)列表不必是線性鏈接的列表。如果是動(dòng)態(tài)分配的數(shù)組就非常好。動(dòng)態(tài)分配的數(shù)組將減少內(nèi)存中的堆塊和碎片,從而增強(qiáng)性能。

            減少需要的小對(duì)象的數(shù)量減少堆分配程序的負(fù)載。例如,我們?cè)诜?wù)器的關(guān)鍵處理路徑上使用五個(gè)不同的對(duì)象,每個(gè)對(duì)象單獨(dú)分配和釋放。一起高速緩存這些對(duì)象,把堆調(diào)用從五個(gè)減少到一個(gè),顯著減少了堆的負(fù)載,特別當(dāng)每秒鐘處理 1,000 個(gè)以上的請(qǐng)求時(shí)。

            如果大量使用“Automation”結(jié)構(gòu),請(qǐng)考慮從主線代碼中刪除“Automation BSTR”,或至少避免重復(fù)的 BSTR 操作。(BSTR 連接導(dǎo)致過多的重分配和分配/釋放操作。)

            摘要
            對(duì)所有平臺(tái)往往都存在堆實(shí)現(xiàn),因此有巨大的開銷。每個(gè)單獨(dú)代碼都有特定的要求,但設(shè)計(jì)能采用本文討論的基本理論來減少堆之間的相互作用。 

            評(píng)價(jià)您的代碼中堆的使用。


            改進(jìn)您的代碼,以使用較少的堆調(diào)用:分析關(guān)鍵路徑和固定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。


            在實(shí)現(xiàn)自定義的包裝程序之前使用量化堆調(diào)用成本的方法。


            如果對(duì)性能不滿意,請(qǐng)要求 OS 組改進(jìn)堆。更多這類請(qǐng)求意味著對(duì)改進(jìn)堆的更多關(guān)注。


            要求 C 運(yùn)行時(shí)組針對(duì) OS 所提供的堆制作小巧的分配包裝程序。隨著 OS 堆的改進(jìn),C 運(yùn)行時(shí)堆調(diào)用的成本將減小。


            操作系統(tǒng)(Windows NT 家族)正在不斷改進(jìn)堆。請(qǐng)隨時(shí)關(guān)注和利用這些改進(jìn)。
            Murali Krishnan 是 Internet Information Server (IIS) 組的首席軟件設(shè)計(jì)工程師。從 1.0 版本開始他就設(shè)計(jì) IIS,并成功發(fā)行了 1.0 版本到 4.0 版本。Murali 組織并領(lǐng)導(dǎo) IIS 性能組三年 (1995-1998), 從一開始就影響 IIS 性能。他擁有威斯康星州 Madison 大學(xué)的 M.S.和印度 Anna 大學(xué)的 B.S.。工作之外,他喜歡閱讀、打排球和家庭烹飪。
            原帖來自于:http://tieba.baidu.com/f?kz=150791801
            posted on 2009-10-14 09:35 張建林 閱讀(375) 評(píng)論(1)  編輯 收藏 引用

            評(píng)論

            # re: 堆和棧的區(qū)別 2009-10-15 08:56 du~~
            尋址不同的段

            保護(hù)模式

            選擇子  回復(fù)  更多評(píng)論
              


            只有注冊(cè)用戶登錄后才能發(fā)表評(píng)論。
            網(wǎng)站導(dǎo)航: 博客園   IT新聞   BlogJava   博問   Chat2DB   管理


            国产亚洲美女精品久久久| 久久久久久久久久久免费精品| 亚洲国产成人久久综合一区77| 一本大道久久东京热无码AV| 欧洲国产伦久久久久久久| 思思久久精品在热线热| 久久大香香蕉国产| 岛国搬运www久久| 久久综合久久美利坚合众国| 国内精品久久久久伊人av| 国产毛片久久久久久国产毛片| 久久精品免费一区二区| 一本大道加勒比久久综合| 综合久久国产九一剧情麻豆| 国产精品99久久久久久猫咪 | 久久w5ww成w人免费| 亚洲天堂久久精品| 欧美牲交A欧牲交aⅴ久久 | 婷婷久久综合| 久久精品国产亚洲av水果派 | 亚洲va久久久噜噜噜久久狠狠 | 国产精品99久久久精品无码| 国产午夜久久影院| 久久久久精品国产亚洲AV无码| 国产伊人久久| 国产欧美久久久精品| 国产亚洲综合久久系列| 久久婷婷五月综合97色直播| 久久久久久国产精品美女| 国产三级久久久精品麻豆三级| 久久精品国产精品亚洲精品| 区亚洲欧美一级久久精品亚洲精品成人网久久久久 | 久久精品一区二区| 国产精品美女久久久久久2018| 久久综合偷偷噜噜噜色| 日韩久久无码免费毛片软件| 久久www免费人成精品香蕉| 日本免费一区二区久久人人澡 | 日本精品一区二区久久久| 久久久精品人妻无码专区不卡 | 国内精品九九久久久精品|