C++ part6

C++源文件从文本到可执行文件经历的过程

references：

一个C++源文件从文本到可执行文件经历的过程

 C++源文件从文本到可执行文件经历的过程

 gcc程序编译的静态链接和动态链接

保留中间过程文件：a.i, a.s, a.o, a.out

g++ a.cpp -save-temps

1、预处理阶段：

对源代码文件中文件包含关系（头文件）、预编译语句（宏定义）进行分析和替换，成预编译文件。

处理“#include”预编译指令，将文件内容替换到它的位置
展开宏定义
#ifndef作用
删除注释
等等

g++ -E a.cpp -o a.i

2、编译阶段

将经过预处理后的预编译文件转换成特定汇编代码，生成汇编文件。

g++ a.cpp -S

3、汇编阶段

将编译阶段生成的汇编文件转化成机器码，生成可重定位目标文件。

g++ -c a.s -o a.o

4、链接阶段

将多个目标文件及所需要的库连接成最终的可执行文件。链接分为静态链接和动态链接。

静态链接：链接器将需要使用的库函数的一份拷贝加入到可执行文件中。优点是简单，速度快；缺点是空间耗费大，函数更新后就要重新编译链接可执行文件。
动态链接：可执行文件只是包含了文件名，运行时才把他们链接到一起。优点是可执行文件体积小，更新方便；缺点是运行速度慢。

g++ a.o -o a //动态链接

g++ a.o -static -o a //静态链接

include头文件的顺序

如果a.h中定义了b.h中声明的变量并且a.h没有引用b.h，那么引用a.h前要先引用b.h。

当然这是显然的。

include双引号””和尖括号<>的区别

预处理阶段查找头文件的路径不一样。

双引号：

编译器从用户工作目录开始，再找系统默认目录。
尖括号：

编译器只找系统默认目录。

malloc底层原理

references：

nowcoder

linux-malloc底层实现及原理

 Linux内存分配原理

LInux下，小于128K时，用brk；大于128K时用mmap。

注意了，brk和mmap都是分配的虚拟内存而不是物理内存，等第一次访问到分配的内存时，会产生缺页中断，这时内核才会分配物理内存。也就是说，从不访问就不会分配物理内存。

brk调用和mmap调用虚拟内存

references：

内存分配系统调用：brk和mmap

请问malloc的分配为什么是小内存用brk，大内存用mmap，各自有什么好处？

Linux中brk()系统调用,sbrk(),mmap(),malloc(),calloc()的异同

实现虚拟内存到内存的映射

申请内存小于128K的时候，使用brk系统在堆区分配；大于128K的时候，使用mmap在映射区分配。

原因：

brk指针只有一个，分配内存时是把进程堆的最高地址往高地址上推，只有高地址释放后才能释放低地址内存，如果大内存用brk分配会产生内存碎片。

mmap分配内存可以单独释放，但是分配小内存使得缺页中断次数增加，性能下降。

内存泄漏

references：

nowcoder

1、堆内存泄漏：new/malloc之后没有deete/free，申请的内存没有释放。

2、系统资源泄漏：主要指程序使用系统分配的资源比如 Bitmap,handle ,SOCKET等没有使用相应的函数释放掉，导致系统资源的浪费，严重可导致系统效能降低，系统运行不稳定。

如何判断内存泄漏

references：

Q28：如何判断内存泄漏

使用Linux环境下的内存泄漏检查工具Valgrind。

段错误

访问非法内存地址（数组访问越界等），访问只读的内存地址（字符串常量等），栈溢出。

C++ STL 的内存优化

references：

C++ STL中的内存优化

采用两级配置器结构：

一级配置器

申请空间大于128byte，使用一级配置器。包含malloc()、remalloc()、free()等C函数执行实际的内存配置，释放，重新配置等操作。

二级配置器

分配小于128字节内存时，以内存池进行管理。

内存池每次配置一块内存，并维护对应的16个空闲链表（free-list），每个节点分别管理大小为为8，16，24，32，……，120，128的数据块。

向二级配置器申请时，将申请内存扩大到8的倍数，去找空闲链表对应的位置，然后找子链表。子链表不为空，就分配链表头表示的内存，表头指向下一个节点；为空则向内存池申请（一般一次20块），分配到子链表中，再把链表头分配出去。

作用：在STL的第二级配置器中多了一些机制，避免太多小区块造成的内存碎片，小区块造成的不仅仅是内存碎片，同时还有一些额外的负担。区块越小，额外的负担所占的比重越大。

巴特西