很多笔试题都是关于变量在内存中怎样被创建、被操作以及被销毁，今天就来看看程序在运行时内存布局是个什么样子吧。

一、进程的地址空间

首先程序都以进程为实体在操作系统中运行，多个进程通过分时策略并发地运行，每个进程都有一块独立的内存空间，大家相互不打扰。看下进程的内存空间长啥样？

作为程序员，最关心的是“用户栈”和“运行时堆”两部分。这里的堆和栈，和数据结构中先进先出（FIFO）的堆和先进后出的栈是两码事。

堆栈（stack)往往简称栈，它是一块内存区。用以存放程序的局部变量，临时变量，函数的形参等，由系统自动分配和释放。

堆(heap)上的内存则是由用户调用malloc，new等系统函数进行分配，由用户负责释放。

二、内存不同区域的生命周期

程序在运行时，内存布局主要有堆、栈、全局静态区、常量区和代码区五个部分：

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栈（stack area) ， 编译器自动分配释放, 存放局部变量，形参等。

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堆 （heap area)， 由malloc,new等分配的空间（程序员自己管理）。

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全局区（静态区）（static area），全局变量和静态变量的存储是放在一块的，在程序进入之前就已经存在，程序技术时系统释放，根据是否初始化分别放在分别是data区和bbs区

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文字常量区 (const area) ， 常量字符串就是放在这里的，程序结束后由系统释放

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程序代码区（code area） ， 存放程序的二进制代码

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下面来看一段程序：

hello.cpp

int gNum; // static

int *func(int parameterA) //stack 

{

    float fNum; // stack 

    static int count; //static 

    char *pStr = "123456"; // const

    int *pList = new int[3]; //heap

    return pList; // stack 

}

这里涉及到的数据有：全局变量 gNum和静态变量count在静态区,局部变量 parameterA, fNum, pStr, pList在栈区，pList指向的内存在堆区域，“123456”在常量区域。

这些数据的存放区域都在代码中进行了标识，需要指出的是pList本身是在栈区域，因为它是个指针变量，只是保存了指向新申请内存的值而已。

三、不同区域变量的生命周期

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全局区（静态区），该部分变量的内存在程序编译的时候就已经分配好，且在程序运行期间都存在，直到程序退出被销毁。包括全局变量和static变量。

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在栈上创建的变量，在函数执行结束时这些自动被释放。

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从堆上分配的内存，在malloc或new申请成功时被创建，在free或delete释放，生命周期由程序员手动管理。比较灵活，但容易导致内存泄露，现在很多动态语言都自动进行垃圾回收GC。

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以前参加公司内部培训的时候，有老师提到外挂公司为了破解游戏，会通过分析内存数值变化去找到用户关键数据所在，然后通过程序修改达到快速升级的目的。但是要精确定位某个变量的内存区域，真不是件容易的事情，所以有时候外挂人员加班比我们还多~ 为他们默哀。。

四、函数调用过程

函数是一个完整的作用域，运行时会创建堆栈来保存数据，但执行完成返回后堆栈stack区域的变量全部被销毁。

void Func_1()

{

     Func_2()

}

void Func_2()

{

    Func_3()

}

void Func_3(int a, int b)

{

    print 'hello world'

}

调用过程是函数Func_1首先创建一个栈, 然后调用函数Func2再创建一个栈，函数Func2调用函数Func3再创建一个栈，如下图所示：

函数调用时可以分为以下几个步骤：建立堆栈，分配空间，执行，返回。

建立栈帧，获得函数执行的入口地址。然后将函数的形参入栈，这里需要注意的是，函数形参一般按照从右向左的顺序入栈。如上图中的Func_3是b先入栈，这里经常会出现笔试题。

然后为局部变量分配空间，开始执行。函数执行完后，先把返回值保存在寄存器中或者拷贝到接收地址。然后将堆栈全部销毁，所有栈区域的变量都不复存在。

程序运行时的内存布局基本就是这个样子，后续我们会把和这部分相关笔试题分析下，不得不说简直太多了~