[CS] 메모리 구조 정리

**프로그램 실행 순서에 따른 흐름

 

1. 메모리 구조

출처 : http://www.tcpschool.com/c/c_memory_structure

A. 코드 영역

 

- 우리가 작성한 소스코드가 들어 가는 부분. 즉, 실행할 프로그램의 코드가 저장되는 영역으로 텍스트(text)영역이라고도 부른다.

- 코드영역은 실행 파일을 구성하는 명령어들이 올라가는 메모리 영역으로 함수, 제어문, 상수 등이 여기에 지정된다.

 

B. 데이터 영역

 

- 전역변수와 static변수가 할당되는 영역

- 프로그램의 시작과 동시에 할당되고, 프로그램이 종료되어야 메모리가 소멸되는 영역

- BSS 영역에는 초기값이 없는 혹은 초기화되지 않은 전역변수, DATA 영역에는 초기값이 있는 전역변수가 할당되는 등 두가지 영역으로 나뉜다.

 

C. 힙 영역

 

- 프로그래머가 할당/해제하는 메모리 공간이다.

- Java에서는 가비지 컬렉터가 자동으로 해제한다.

- 이 공간에 메모리 할당하는 것을 동적 할당(Dynamic Memory Allocation)이라고도 부른다.

- 힙 메모리에 자장된 값 중에 쓰지 않는 메모리를 해제해주지 않으면 이는 쓰레기 값으로 남고, 메모리 용량의 낭비가 발생된다.

이러한 현상을 메모리 누수 ( Memory Leak ) 이라고 한다.

출처 : https://velog.io/@averycode/iOS-%EB%A9%94%EB%AA%A8%EB%A6%AC-%EA%B5%AC%EC%A1%B0-Stack-Heap-Data-Code

- 위의 HEAP과 STACK영역은 사실 같은 공간을 공유한다. 그래서 각 영역이 상대 공간을 침범하는 일이 발생할 수 있는데 이를 각각 HEAP OVERFLOW, STACK OVERFLOW라고 칭한다.

- Stack 영역이 크면 클 수록 Heap 영역이 작아지고, Heap 영역이 크면 클수록 Stack 영역이 작아진다.

- 메모리의 낮은 주소에서 높은 주소로 할당 받는다.

장점

• 변수는 전역적으로 액세스 할 수 있다.
• 메모리 크기 제한이 없다.

단점

• 상대적으로 느린 액세스(할당,해제가 느리다)
• 메모리를 관리해야 한다.(변수를 할당하고 해제하는 책임이 있다)
• 운영체제마다 메모리 관리가 다르기 때문에 어렵다.

 

D. 스택 영역

 

- 프로그램이 자동으로 사용하는 임시 메모리 영역이다.

- 함수 호출 시 생성되는 지역 변수와 매개변수가 저장되는 영역이고, 함수 호출이 완료되면 사라진다.

**함수가 종료되지 않고 계속 쌓이는 경우(recursive) 스택오버플로우가 발생할 수 있다.

- push 동작으로 데이터를 저장하고, pop 동작으로 데이터를 인출한다.

- 후입 선출(LIFO, Last-In First-Out) 방식이다.

- 메모리의 크기는 os나, 컴파일러 단에서 정해진다. 컴파일 시 크기가 정해진다.

- 메모리의 높은 주소에서 낮은 주소로 할당 받는다.

- 스택 영역에 저장된 함수 호출 정보를 스택 프레임 ( stack frame ) 이라고 부른다.

출처 : http://www.tcpschool.com/c/c_memory_stackframe

Step 1. 프로그램이 실행되면, 가장 먼저 main() 함수가 호출되어 main() 함수의 스택 프레임이 스택에 저장된다.

Step 2. func1() 함수를 호출하면 해당 함수의 매개변수, 반환 주소값, 지역 변수 등의 스택 프레임이 스택에 저장된다.

Step 3. func2() 함수를 호출하면 해당 함수의 스택 프레임이 추가로 스택에 저장된다.

출처 : http://www.tcpschool.com/c/c_memory_stackframe

Step 4. func2() 함수의 모든 작업이 완료되어 반환되면, func2() 함수의 스택 프레임만이 스택에서 제거된다.

Step 5. func1() 함수의 호출이 종료되면, func1() 함수의 스택 프레임이 스택에서 제거된다.

Step 6. main() 함수의 모든 작업이 완료되면, main() 함수의 스택 프레임이 스택에서 제거되면서 프로그램이 종료된다.

 

** 스택 오버 플로우 발생

출처 : http://www.tcpschool.com/c/c_memory_stackframe

장점

• 매우 빠른 액세스(할당,해제가 빠르다)
• 변수를 명시적으로 할당 해제 할 필요가 없다.

단점

• 메모리 크기 제한
• 지역 변수만