Funcionamento da memória

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Muita gente que programa não sabe como realmente a memoria é administrada e isso graças as camadas de abstrações criadas pelo sistema operacional, que tentam facilitar a vida não importando se é um programador ou um usuário final.

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Por: Ricardo Rodrigues Lucca em 21/02/2004 | Blog: http://aventurasdeumdevop.blogspot.com.br/

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Introdução

Muita gente que programa não sabe como realmente o sistema operacional faz para administrar sua memória. Isso graças as camadas de abstrações criadas pelo S.O. que tentam facilitar a vida não importando se é um programador ou um usuário final.

Afim de facilitar o aprendizado do funcionamento da memória, vamos imaginar a memória como sendo um grande vetor para se guardar dados, mas quero destacar que esse tipo de pensamento é uma forma muito "grosseira", pois leva a pensar que os dados vão ser alocados de uma maneira linear e/ou seqüencial.

A memória é dividida em 2 tipos: Stack e Heap, mas alguns livros dizem que existem 3 tipos: automática, estática e dinâmica. A diferença básica entre esses tipos é nada mais que a forma como ele é tratado. A Stack (ou Automática/Pilha) é onde guardamos as variáveis locais nos programas. Já a Heap (ou estática) é assim chamada porque seus valores permanecem até o fim do programa. Na memória Heap, por exemplo, guardamos variáveis globais, constantes e variáveis definidas "static" no C.

Por fim, toda a memória que não é estática nem automática é dinâmica. A memória dita dinâmica viria após a Heap. Vejamos uma figura de como ficaria essa divisão da memória:

Assim podemos notar claramente que conforme for sendo solicitado mais memória. O S.O. vai reservando memória conforme a definição já dada. O jeito mais comum de se imaginar a memória é ela por vetor de linhas (de pé?) e não por colunas (deitado?). Assim, a alocação da memória é sempre de cima pra baixo, dependendo da área que se vai utilizar.

Você deve estar se perguntando: "Como isso pode ser útil pra minha vida?". Eu respondo, é "Cultura". :D

Falando sério, isso ajuda a deixar mais claros alguns erros muito comuns. Primeiro, imaginar a memória como nós fizemos. Eu li em algum lugar que "quanto mais fácil de se visualizar a memória, mais longe da realidade ela está", mas que facilita, facilita.

O segundo lugar que podemos usar isso é pra compreender erros comuns como "Stack Overflow", que nada mais é a "pilha sobrecarregada", ou seja, ela cresceu tanto que está invadindo uma área que originalmente não é dela.

Terceiro, "Cultura é essencial" hehehehe.

[]'s

NOTA: Já ia esquecendo, as figuras originais foram pegas do site www.olinux.com.br, no curso de C deles. As adaptei pra usar aqui. Espero que tenham gostado.
NOTA2: Tentei ser o mais generico possivel.

Páginas do artigo

1. Introdução

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Comentários

[1] Comentário enviado por linuxlive em 21/02/2004 - 08:21h

Muito bem feito este artigo ! Esta de parabens!!!

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[2] Comentário enviado por jllucca em 21/02/2004 - 13:09h

Opa, cara! Brigadão :)

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[3] Comentário enviado por pandemonium em 21/02/2004 - 21:51h

Agora me foi explicado essa "maledeta" mensagem "Stack Overflow" que aparece no "Ruindows"...
Obrigado jllucca.

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[4] Comentário enviado por peace em 23/02/2004 - 09:59h

Muito bom o artigo. Nos dá uma boa idéia do "porque" de alguns problemas que as vezes não entendemos. E no meu caso, programador iniciante, também é uma ótima ajuda!

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[5] Comentário enviado por jllucca em 25/02/2004 - 19:58h

pandemonium, essa sua pergunta ta explicado no artigo.

Peace, valeu pela opinião! :)

[]'s a todo mundo

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[6] Comentário enviado por coronel em 28/02/2004 - 00:27h

Adorei o artigo!!
abraço!

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[7] Comentário enviado por cardosoalcir em 09/10/2004 - 13:35h

Kra otimo assunto para um artigo, eu que sou programador iniciante ja havia me deparado com ários problemas sem nem imaginar que poderia ser memoria, muito obrigado e parabens :D

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[8] Comentário enviado por alexlucena em 04/12/2006 - 12:20h

show de bola cara meus parabens!!!! =]

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[9] Comentário enviado por ron_lima em 14/06/2007 - 13:25h

O stack overflow normalmente ocorre por que uma função recursiva mal implementada se aprofundou demais nas suas chamadas na fase ativa. O tamanho da pilha (stack) pode ser alterado através de parâmetros passados ao compilador. Em ambientes Windows, a pilha é definida como tendo 1M de tamanho, justamente para evitar recursão infinita.

Normalmente o ajuste do compilador é suficiente para o tamanho da pilha e não há a necessidade de alterar-se isso, a não ser que você trabalhe com sistemas onde o tamanho da pilha seja muito limitado.

Parabéns pelo artigo, jlluca. Ficou muito bom mesmo!

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[10] Comentário enviado por suarphi em 03/12/2007 - 11:41h

muito bom!!!!!

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[11] Comentário enviado por OneSr em 28/05/2010 - 00:44h

É cara, eu estou estudando isso, realmente o estouro de pilha pode ser uma complicação gigantesca, ótimo artigo. Lógico que se formos estudar o alojamento de memória lógica em memória física a fundo é muito mais que isso, más é relativamente meio que inútil nos dias atuais com as tecnologias computacionais que estão a ser lançadas, isso é mais mesmo pra aplicações muito pesadas, e que alocam um processo muito grande na memória física...outra coisa que já está praticamente contornada com os alojamentos apenas de partes necessárias na memória física. É, isso é realmente para programadores que querem trabalhar bem próximos aos 0's e 1's hehehe, não é meu caso =p

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[12] Comentário enviado por berr em 26/11/2011 - 01:04h

Olá, no seguinte parágrafo tem um equívoco de tradução, eu imagino.

A diferença básica entre esses tipos é nada mais que a forma como ele é tratado. A Stack (ou Automática/Pilha) é onde guardamos as variáveis locais nos programas. Já a Heap (ou estática) é assim chamada porque seus valores permanecem até o fim do programa. Na memória Heap, por exemplo, guardamos variáveis globais, constantes e variáveis definidas "static" no C.

Existem 3 tipos de variáveis: Estáticas, Automáticas e Dinâmicas.

Variáveis estáticas são as variáveis globais (que não são declaradas dentro de funções) ou com a keyword específica da linguagem.
Essas variáveis são alocadas em tempo de compilação, e ficam numa área do programa chamada de "área de dados estáticos".

Variáveis são automáticas são as variáveis declaradas dentro de uma função. A alocação dela é feita na Pilha (stack) automaticamente a cada entrada na função. Por isso, se você tiver muitas chamadas de função aninhadas pode ocorrer um stack overflow (é quando a stack
encosta na heap)

Variáveis dinâmicas são as variáveis alocadas pelo usuário. Em C são alocadas com malloc, em C++ com o new. Essas variáveis são alocadas pelo usuário e não são desalocadas (ao contrário de variáveis automáticas, que são desalocadas ao sair da função). O problema de usar variáveis dinâmicas é você alocar ela, não desalocar e perder a referência. Assim você terá "perdido" um pouco da memória do sistema (o nome disso é Memory Leak). Quando o programa termina, toda a sua memória alocada, inclusive a dinamicamente alocada, volta ao controle do sistema operacional

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