[C++] Stack and Heap(feat. Memory Leak)

Stack and Heap

프로그램 실행시 컴퓨터가 내부에서 사용하는 메모리들중 Stack과 Heap이 있다.

이번에는 우리의 코드가 Stack과 Heap에 어떻게 들어가는지 알아보고 나아가 Memory leak 에대해 알아보겠다

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기본구조

 

이처럼 코드가 메모리의 제일 아래에 있다 하면. 

프로그램이 시작될때

.BSS - 초기화되지 않은 전역,Static변수들이 차지한다.

.Data - 초기화된 전역,Stacic변수들이 차지한다.

그후, 

프로그램이 실행되면서 Stack 과 Heap에 메모리를 쓰게 된다.

Stack

Stack 은 프로그램이의 코드들이 한줄씩 실행되면서 각각의 Scope, 그내부의 Local variable 이 들어오는 자리이다. 

ex) { }, functions, for{} while{}

 

제일위엔 현재 실행 되고 있는 부분이 들어있고 순서대로 빠져 나가며 제일 마지막엔 제일 처음 호출했던 scope 가 차지한다.

하지만 상대적으로 크기가 작아 만약 큰 배열을 할당하거나, 여러 scope 들이 실행되어 Stack 이꽉차면

이때 Stack Overflow 가 발생한다

Heap

stack 의  작은 size를 보완 해줄수 있는 메모리이다.

 

 

한 scope 에서 Pointer 변수에게 new 를 이용하여 Heap에 있는 메모리를 할당 받는다. 

OS 는 Heap 에서 적당한 공간에 메모리를 할당하여 그 첫 주소를 리턴해준다.

그후 우리는 Stack에서 Pointer 변수를 이용하여 heap에 접근하여 메모리를 사용 하게된다.

 

하지만 Scope 가 끝나 Stack에 할당된 Pointer 변수가 사라지면 어떻게될까? 

 

Memory Leak

이때 메모리 누수가 일어난다.

우리는 Heap에 메모리를 할당받고 Stack 에 있는 변수에 주소를 저장 해놨는데.

Scope 가 끝나면서 이 주소가 저장되어있는곳, 주소 모두 사라지게 된다.

 

즉, Heap에 할당받은 메모리는 그대로 남아 있는데 사용,삭제 할수 없게 된 것이다.

 

C++ 에서 다양한  Container 들을 지원해주고 , 그 내부 소멸자에서 자동으로 delete를 해주기 때문에 크게 걱정할 필요가 없긴 하지만. new 를 했으면 delete 를 해주는 습관을 가지자. 

또한 이때문에 최신 언어들은 garbage colloection을 지원하는것 같다.

 

또 너무 잦은 new 와 delete는 프로그램을 느리게 할 수있다.  

이 문제는 Capacity와 length를 따로 다루어 해결할 수 있다.

 

요약

1. stack : 지역변수들, { } 내부  코드

2. heap : new로 확보, 주소 받음,  delete 로 지워야함

3. 메모리 누수란 : 할당받은 메모리에 접근할 방법이없음