프로그램이 실행되기 위해서는 먼저 프로그램이 메모리에 로드되어야 한다.
또한 프로그램에서 사용되는 변수들을 저장할 메모리도 필요하다.
따라서 컴퓨터의 운영체제는 프로그램의 실행을 위해 다양한 메모리 공간을 제공하고 있다.
프로램이 운영체제로부터 할당받는 대표적인 메모리 공간(RAM)은 4가지가 있다.
- 코드영역
- 데이터 영역
- 스택 영역
- 힙 영역
1. 코드 영역(Code)
- 실행할 프로그램의 코드가 저장되는 영역으로 텍스트 영역이라고도 함
- 프로그램이 시작하고 끝날 때까지 메모리에 계속 남아있음
- 컴파일된 기계어가 들어가고, CPU는 코드 영역에 저장된 명령어를 하나씩 가져가서 처리함
2. 데이터 영역(Data)
- 프로그램의 전역 변수와 정적(static)변수, 문자열 상수가 저장되는 영역
- 데이터 영역은 프로그램의 시작과 함께 할당되며, 프로그램이 종료되면 소멸
3. 힙 영역(Heap) - 동적 메모리 할당
- 사용자가 직접 관리해야만 하는 영역, 사용자에 의해 메모리 공간이 동적으로 할당되고 해제됨(new, delete)
- 런타임 시에 크기가 결정됨(메모리의 낮은 주소 -> 높은 주소 방향으로 할당)
장점
- 메모리 크기에 제한 없음
- 프로그램에 필요한 개체의 개수나 크기를 미리 알 수 없는 경우에 사용 가능
단점
- 데이터 액세스가 상대적으로 느리며, 메모리를 관리해야 함
- 운영체제마다 메모리 관리가 다르기 때문에 어려움
- 할당, 해제 작업으로 인한 속도 저하 발생
- 힙 손상으로 인한 속도 저하가 발생합니다.
( 이중 해제, 해제 후 블록 사용, 블록 경계를 벗어나 덮어쓰기 등) - 힙 경합으로 인한 속도 저하가 발생합니다.
( 두 개 이상의 쓰레드에서 동시에 데이터에 액세스 하려고 하면 경합이 발생하여 한쪽 쓰레드의 작업이 완료되어야 다른 쪽 쓰레드의 작업이 진행될 수 있다. 이 문제는 현재 다중 프로세서 시스템에서 발생하는 문제 중 가장 큰 문제)
오버플로우(overflow)
- stack의 지역변수는 사용되고 소멸하기 때문에 데이터 용량의 불확실성을 가진다. 따라서 stack 영역에서의 주소값은 밑에서부터 채워지며, 주소는 선언된 순서대로 정해진다.
- 반면 힙 영역에서의 주소값은 위에서부터 채워 내려가기 때문에, 두 메모리 영역의 주소가 겹치게 되는 오버플로우가 발생할 수 있다.
4. 스택 영역(Stack) - 정적 메모리 할당
- 함수의 호출과 관계되는 지역변수와 매개변수가 저장되는 영역
- 스택 영역의 크기는 컴파일 시에 결정
- 함수의 호출과 함께 할당되며 호출이 완료되면 소멸
(스택 영역에 저장되는 함수 호출 정보 : 스택 프레임) - 값 타입(Value Type) 의 저장 공간
- 메모리의 높은 주소 -> 낮은 주소 방향으로 할당
장점
- 데이터 엑세스가 빠른 편이며, 변수를 명시적으로 할당 or 해제할 필요 없음
- 하나의 명령으로 메모리 조작과 어드레스 조작 가능
단점
- 스택의 크기 제한이 있어 한계를 초과하도록 삽입 불가
- 변수의 크기 조정 불가
하루에 한 개념씩