C程序的内存管理
熟悉Java语言的肯定知道，Java中内存管理是由虚拟机帮助我们完成的，在C/C++中可不是这样，程序员需要自己去分配和回收内存空间。本文记录了C程序在内存中存储结构、C变量和函数常见的存储类型、分配和回收内存等方面的内容。以下C程序所使用的编译器版本是GCC 4.4.7。
从一个C程序说起
文件的结构
对于以下这段Hello.c程序再熟悉不过了
#include<stdio.h>
int main(void)
{
printf("Hello World\n");
return 0;
}
可以看出，可执行文件Hello在存储时（没有调入内存时）分为代码区（text），数据区（data）和未初始化数据区（bss）3个部分。另外3个字段中，dec表示十进制总和，hex表示十六进制总和，filename表示文件名。各段的具体说明如下：
（1）代码段（text segment）：存放CPU执行的机器指令。通常代码区是可以共享的（即另外的执行程序可以调用它）。代码区通常是只读的，以防止程序意外的修改它的指令。常量数据在编译时在代码区分配内存。代码区的指令包括操作码和操作对象（或对象的地址引用）。如果是立即数，就直接包含在代码中；如果是局部数据，将在运行时的栈空间中分配，然后在引用该数据的地址；如果是bss区和数据区，在代码中同样是引用该数据的地址。
（2）全局初始化数据区/静态数据区（initialized data segment/data segment），或者简称数据段：该区域包含了在程序中明确被初始化的全局变量，已经初始化的静态变量（包括全局静态变量和局部静态变量）。需要注意的是，被const声明的变量和字符串常量在代码段中分配内存。这和汇编语言中的数据段的概念是类似的。
（3）未初始化数据区bss（Block Started By Symbol）：存储的是未初始化的全局变量和未初始化的静态变量。bss区域的数据在程序执行前会被内核初始化为0或者空指针（NULL），这和栈中的变量是不同的，栈中的变量（局部变量）如果没有初始化就使用，系统会随机分配一个值给它，这是不安全的。
上述这些都是可执行文件的存储结构分析，其实运行时的内存结构和这个十分类似，只不过多了堆内存和栈内存区域，在后面会分析到。下面通过几个例子验证之。
还是以Hello.c程序为例
我们在Hello.c中增加了一句代码，定义一个常量i，通过分析比较，可以发现代码段text区大小增加了4个字节（一个int类型占4个字节），其他区域不变，可知常量是分配在代码段的。
在上述的基础上，在添加一句，定义一个全局变量a，并给它赋值为2，观察各区域变化
通过比较发现，只有数据段的大小增加了4个字节，也证明了明确被初始化的全局变量是被分配在数据区的。静态变量也是一样，可自行证之。
在上述的基础上，我们在定义一个全局变量b，但是这一个不要赋值，观察各区域变化
可以发现，这一次只有bss区域增加4个字节，也证明了未初始化的全局变量是分配在bss区域的。未初始化的静态变量同理，可自行证之。
进程的结构
一个程序执行的时候就表现为一个或者多个进程，其实进程内核的数据结构和上述文件的存储结构很相似，主要是多了堆内存和栈内存区域。主要的布局如下图所示
各部分说明如下：
（1）代码区（text segment）：加载的是上述可执行文件的代码段，其加载到内存中的位置由加载器完成。
（2）全局初始化数据区/静态数据区（Data Segment）：加载的是上述可执行文件的数据段，位置位于可执行代码段后面，可以是不相连的。在程序运行之初就为数据段申请了空间，程序退出的时候释放空间，其生命周期是整个程序的运行时期。
（3）未初始化数据区（BSS）：加载的是上述可执行文件的BSS段，位置在数据段之后，可以不相连。其生命周期和数据段一样。
（4）栈区（Stack）：由编译器自动分配释放，存放函数的参数值、返回值、局部变量等。在程序运行过程中动态的分配和释放，栈区位于BSS后，是向上有限扩展的。
（5）堆区（Heap）：用于动态内存分配。位于栈区的后面，是向下有限扩展的。一般由程序员进行分配和释放，若不释放，在程序结束的时候，由OS负责回收。
（未完待续）
原文地址：http://blog.csdn.net/diaorenxiang/article/details/39725095
