[C++]메모리 구조 데이터, 스택, 힙

 

Data 영역

코드에서 선언한 전역변수 또는 static 변수 등등이 저장된 공간이다.전역변수/ static 값을 참조한 코드는 컴파일하고 나면

Data 영역의 주소값을 가르키도록 바뀐다. 실행 중도에 전역변수가 변경 될 수 있으니 이 영역은 Read-Write로 지정돼있다. 단, 초기화 되지 않는 전역 변수는 BSS영역에 할당된다.

Stack 영역

(1) 매개변수, 지역변수  - 함수

(2) 함수호출 할당, 함수 호출끝 해제

(3) 공간이 작다(보통 1MB)

(4) 크기가 컴파일 타임에 정해짐

 

자료구조로 많이 알려진 Stack은 프로세스의 메모리 공간을 관리하기 위한 알고리즘 중 하나이다. 이 영역은 함수 안에서

선언된 지역변수, 매개변수, 리턴값, 돌아올 주소 등등이 저장되고 함수 호출시 기록하고 종료되면 제거된다.

기록하고 종료하는 메커니즘은 자료구조에서 배운 후위선출(LIFO)방식을 따른다.

스택의 크기는 약 1MB이며, 컴파일 타임에 크기가 결정되기 때문에 무한히 할당 할 수 없다. 재귀함수가 너무 깊게

호출되거나 함수가 지역변수를 너무 많이 가지고 있어 Stack영역을 초과하면 Stack Overflow에러가 발생한다.

 

Heap 영역

(1) 사용자의 동적할당

(2) 할당과 해제는 프로그래머가 직접 해야 한다.

(3) 공간이 비교적 크다(32bit 최대 4GB-모든 프로그램)

(4) 크기는 런타임에 정해진다.

 

프로그래머가 필요할 때마다 사용하는 메모리 영역

Code, Data, Stack 영역과는 다르게 Heap은 런타임에 결정된다. 프로그래머는 malloc, calloc으로 Heap 영역의 메모리를

사용할 수 있다. 데이터 배열의 크기가 확실하지 않고 변동이 있을 때 Heap영역을 활용해서 메모리를 할당한다.

단 사용하고 난 다음에는 반드시 해제를 해야 한다. 안그러면 memory leak(메모리 누수)이 발생한다.

초창기 스마트폰을 사용할 때 위젯을 설치해서 계속 프로그램들을 종료해 주어야 했던 이유가 이러한 이유다.

스택보다 할당할 수 있는 메모리 공간이 많다는 것은 장점이지만, 포인터로 메모리 영역을 접근해야 하기 때문에 다른 자료구조에 비해서 데이터를 읽고 쓰는게 느리다.

 

Heap과 Stack의 차이점

Stack은 크기를 컴파일타임에 정하기 때문에 공간의 크기가 존재

Heap은 크기를 런타임에 정하기 때문에 공간의 크기가 존재하지 않음

 

동적할당이란?

동적할당은 한정된 RAM의 메모리를 효율적으로 관리해 주기 위해서, 프로그램을 사용할 때에 할당하고

사용하지 않을 때에는 해제시켜 주는 것을 말한다. 또한 동적할당을 사용하면 함수(Stack)를 리턴한 후에도 힙에 저장한

메모리는 살아 있기 때문에 유용하게 사용할 수 있다.

Stack에 저장된 데이터의 경우에는 순서대로 접근해야만 한다. 하지만 힙같은 경우 데이터 용량이 훨씬 크기 때문에 순서대로 접근하는 방식으로는 비효율적이다. 따라서 우리는 주소로 접근해야한다.