운영체제의 메모리영역 / 스택(stack) vs 힙(heap)

메모리 구조

 - OS의 메모리 구조는 유저 영역, 커널 영역의 2가지 영역으로 나뉜다.

 - 커널영역은 시스템 운영에 필요한 메모리이며, 사용자는 커널영역에 접근할 수 없다.

 - 유저영역은 다시 4가지 영역으로 나뉘어진다.

1) 코드 영역
2) 데이터 영역
3) 스택 영역
4) 힙 영역

 

코드 영역

 - 기계어로 컴파일되어 적재되는 코드 자체의 영역

 - Read-Only

 

데이터 영역

 - 프로그램이 구동되는 동안 항상 접근 가능한 변수가 저장됨

 - 전역(Global) 변수 / 정적(Static) 변수

 - Read-Write

 

스택(stack) 영역

 - 값 형식을 저장하는 영역.

 - 지역변수와 매개변수가 저장되는 영역.

 - 코드 블록 안에서 생성된 변수들은 블록이 닫히면 메모리에서 제거됨.

 

 - 장점 : 액세스가 빠르다.

 - 단점 : 메모리 크기가 제한적이며 변경할 수 없다. (컴파일 타임에 크기가 결정됨)

 - 무한 재귀문등으로 정해진 스택의 제한량보다 많은 할당이 이루어지면 스택 오버플로우가 발생함.

   이때는 컴파일 옵션등에서 스택의 제한량을 조정해야함.

 

힙(heap) 영역

 - 참조 형식을 저장하는 영역.

 - malloc, calloc 등으로 메모리를 직접 할당하여 사용한다.

 - 자동으로 제거되지 않으며, 메모리해제를 안 할 경우 메모리 누수(leak)라고 부른다.

   Java, C#등은 가비지 컬렉터(GC)가 수거함.

 - 사용자에 의해 메모리 공간이 동적으로 할당되고 해제됨.

 - 코드 블록이 사라지는 시점과 관계없이 데이터를 유지하고 싶을 때 사용

 

 - 장점 : 메모리 크기를 동적으로 변경할 수 있다. (런 타임에 크기가 결정됨)

 - 단점 : 엑세스가 느리다.

 

스택과 힙 비교

	스택	힙
엑세스 속도	빠름	느림
스코프	로컬	글로벌
메모리 크기	불변	동적
메모리해제	블록이 끝나면 자동해제	수동으로 해제해야함

 

스택 오버플로우, 힙 오버플로우

 - 스택은 메모리의 끝에서부터, 힙은 메모리의 앞에서부터 주소를 채워간다.

 - 그런데 서로의 영역을 침범할 경우 오버플로우가 발생한다.

 - 스택이 힙을 침범할경우 : Stack overflow

 - 힙이 스택을 침범할경우 : Heap overflow