C＋堆，栈，RAII

堆英文名称 heap，在内存管理的语境下，指的是动态分配的内存空间，这个和数据结构的堆是两回事。

这里的内存，被分配之后需要手动释放，否则会引发内存泄漏。

那怎么申请一个堆内存空间呢？

C语言中使用来申请一块内存空间，size为申请的字节数。使用 来手动释放内存。

C++则使用 和 来申请释放内存。

C++标准里有一个相关概念是自由存储区，英文是free store，特指使用 new 和 delete 来分配和释放内存的区域。一般而言，这是堆的一个子集。

为什么有了 malloc, free, C++中还出现了 new, delete 呢？

实际上 new, delete 的底层实现是 malloc, free；malloc 只是单纯地申请一块内存空间，但是new不一样，C++中包含面向对象的设计，当我们在new一个对象时，C++不仅要向系统申请一块内存，还需要构造这个对象，调用构造函数，而delete时，则需要调用类的析构函数，然后归还内存空间。

实际上new的操作类似于这样:

如果申请内存成功，并且调用构造函数正常，则对象构造成功，否则释放申请的内存, 抛出 异常。

而 delete 的操作类似于这样:

先调用析构函数，再释放内存，如果反过来，先释放内存就没办法调用析构函数了嘛？是不是？

栈英文名称 stack, 在内存管理的语境下，指的是函数调用过程中产生的本地变量和调用数据的区域。这个栈和数据结构里的栈高度相似，都满足后进先出（last-in-first-out 或 LIFO）。

我们先来看一段示例代码，来说明 C++ 里函数调用、本地变量是如何使用栈的。当然，这一过程取决于计算机的实际架构，具体细节可能有所不同，但原理上都是相通的，都会使用一个后进先出的结构。

生长方向: 栈是朝着地址减小的方向生长的，而堆是朝着地址增大的方向生长的。

当函数调用另外一个函数时，会把参数也压入栈里然后把下一行汇编指令的地址压入栈，并跳转到新的函数。新的函数进入后，首先做一些必须的保存工作，然后会调整栈指针，分配出本地变量所需的空间，随后执行函数中的代码，并在执行完毕之后，根据调用者压入栈的地址，返回到调用者未执行的代码中继续执行。

本地变量就保存在栈上，当函数执行完成之后，保存本地变量的栈内存就被释放掉了。

上述例子中本地变量是内置的类型，本地变量不光可以是内置的类型，还可以是复杂的类型，比如说类的对象，这时，如果函数调用结束之后或者发生异常时，编译器会自动调用类的析构函数，这个过程叫做栈展开(stack unwinding)。

例如:

由于函数调用栈的是先进后出的执行过程，在某一个栈空间被弹出时，在它上面后进的空间一定已经被弹出了，不可能出现内存碎片。

另外, 图中每种颜色都表示某个函数占用的栈空间。这部分空间有个特定的术语，叫做栈帧(stack frame)。

RAII

上面讲了堆和栈，堆只要正确的使用 new和 delete 也不会造成内存溢出，但是这是比较难的，各种情况都会有意无意的导致内存泄漏。比如:

create 函数返回父类A的对象，实际上函数内返回的是子类B，编译器不会报错，但是多半是不对的，这种现象称为对象切片，把子类包含的数据成员给切掉了。正确的我们应该返回或。

下面引出我们的主角RAII，RAII (Resource Acquisition Is Initialization)，字面意思，资源获取即初始化。

RAII 其实是为了解决上述忘记delete引发的内存泄漏问题而出现的，我们只需要把要返回的内容封装成类的对象成员，而这个类的对象就是一个本地变量，而本地变量是在栈上的，当对象离开它的作用域后将自动调用析构函数，我们只需要在析构函数内释放堆内存空间就可以了。

这里只是做一个简单的实例，其实可以把它写成 ，让 更像一个指针。

总的来说，资源在构造函数内获得，在析构函数内释放，实例对象是在栈上的本地变量。

RAII通常可以用来:

关闭文件

释放互斥锁

释放其他的系统资源。

好了，堆，栈，RAII先说到这里了，如果文章有错误的地方还请给我指出来，大家一起进步嘛。

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