当您请求堆栈中的空间超过可用空间时会发生什么情况

What happens when you request more space in the stack than what is available?

本文关键字：空间 什么情况 请求 堆栈      更新时间：2023-10-16

这个问题是基于C/C++内存分配的。

我读到了堆栈和堆之间的区别，有一件事让我很困惑。应该在堆中为大型对象分配内存，但也可以在堆栈中作为局部变量这样做。

从这个线程（程序的C/C++最大堆栈大小）中，我了解到堆栈是有限的，并且限制相对较低（最大7.4MB）。

我用以下程序测试了这个极限：

#include <vector> 
int main() {
std::vector<double> test;
for (int i = 0; i < 5000000; i++){
    test.push_back(i);
}
return 0;
}

分配的总内存为8字节*（5.000.000）=40MB。这似乎不会引发任何错误。我在此资源上阅读(https://software.intel.com/en-us/articles/determining-root-cause-of-sigsegv-or-sigbus-errors)，堆栈溢出可能引发分段故障或总线错误。

所以我想，问题是：当你在堆栈中"分配"的内存超出你的能力时，会发生什么？

std::vector在堆上分配内存，而不是在堆栈上。如果你想测试策略分配，最简单的方法是使用这样的程序：

#include <cstdio>
int main(void) {
    char temp[1024*1024*40] = {};
    printf("%sn",temp);
    return 0;
}

（注意：打印是必要的，以防止缓冲区被优化掉。）
这会在堆栈上分配40 MiB，并产生堆栈溢出（请参阅实时）。

另一种方法是递归调用函数。例如：

unsigned factorial_times_2(unsigned n) {
    unsigned result;
    if (n<2u) result=1u;
    result = n * (factorial_times_2(n-1u)/2u);
    return result * 2u;
}
int main(void) {
    return factorial_times_2(~0u)/2u;
}

这是对经典递归阶乘函数的简单修改（已修改，因为现代编译器会使简单阶乘尾递归）。在运行时，它将尝试制作大约40亿个堆栈帧。产生堆栈溢出（请参阅实时）。

正如您所料，堆栈溢出意味着您超出了给堆栈的内存。由于堆栈通常被分配给自己的页面，所以走出堆栈会走出有效的映射内存地址。

因此，堆栈溢出通常会导致分段错误（就像上面的例子中发生的那样）。在Windows上，这被称为访问违规。如果你运气不好，它会破坏你程序的数据，你要等到以后才能发现。

溢出堆栈的行为取决于平台。官方术语可能是"未定义的行为"，意思是任何事情都可能发生。

平台不需要实现堆栈，尽管这是一种常见的技术。

有些平台为堆栈和堆留出了内存，并使它们相互"增长"（绘制一幅图）。因此，如果堆栈溢出，它就会开始在堆上进行写入，反之亦然。

一些平台可能设置了硬件围栏，当处理器访问超出范围的内存时，会生成硬件异常。操作系统将处理该异常。

另一个例子是，您的程序开始写入某种硬件设备，例如USB控制器或磁盘驱动器控制器。

总之，堆栈溢出的行为取决于平台，包括恢复（如果有的话）。

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