大白话聊栈溢出(stack overflow),超级详细

简介: Stack Overflow是全球最大的程序员技术问答社区,名字源于程序运行时的“栈溢出”错误。文中深入浅出地讲解了内存中栈的原理、栈帧机制、线程栈限制及栈溢出成因与典型场景。

大家肯定都知道 Stack Overflow 这个网站吧,它是全球最大的技术问答网站,国内很多程序员也在使用。

官网网址是:https://stackoverflow.com/

Stack Overflow 这个名字,其实是一种程序的运行时(runtime)错误,中文翻译过来叫做“栈溢出”。


这里的栈(Stack),并不是数据结构中的栈,而是程序内存中的一个分段,或者说一个分区。


一个程序可以使用很多内存,不同的内存有不同的作用,为了方便管理,操作系统会对程序的内存空间进行分区,把具有相同作用的内存都归纳到一个区域之中。

严格来说,这里的内存空间应该叫做“虚拟地址空间”,或者“虚拟内存空间”,不过为了照顾大部分初学者,站长就不照本宣科了。

例如,在经典的 32 位环境下,程序可以使用的内存为 4GB,Linux 会按照下图进行分区。



图片里的“内核空间”是被操作系统占用的,我们没法直接干预;图片里的“保留区域”也不用来存储数据,只用作一些特殊目的,比如,你可以让空指针指向这里。


除了这两个区域,剩下的那些内存才是被我们自己编写的程序所占用的,也就是图中的①和②两个部分,这其中:

  • ② 在程序运行期间会一直存在,直到程序销毁才能被释放;
  • ① 在程序运行期间会不断变化,它被不断地分配和释放。


在第①部分中,有一个分段叫做栈(Stack),它只在一种情况下才会被用到,就是发生函数调用。


函数被调用的时候,有很多数据需要暂时压入栈中,也就是存储到栈中,包括:

  • 我们在代码中定义的数据,比如实参、局部变量、局部数组、局部对象、返回值等,我们可以称它们为局部数据;
  • 还有我们在代码中看不到的数据,比如函数的返回地址、一系列寄存器的值等,这些都是函数调用所需要的隐藏数据。


局部数据是我们在函数内部定义的,它们的作用域也仅限于函数内部,只有等到函数被真正调用时,才会被实际创建出来,也就是分配好内存。


至于隐藏数据,是为了实现函数的调用过程,并保证在函数退出时能够恢复到调用之前的场景,而不得不额外增加的一些冗余数据。这些隐藏数据都由编译器分配,程序员自己是没法干预的。


以上提到的所有这些被压入栈中的数据,通常被称为栈帧(Stack Frame)或者函数活动记录(Activate Record)。


函数每调用一次,就会生成一个栈帧,这个过程被称为函数入栈;当函数调用结束时,栈帧就会被销毁,腾出内存来供其它函数使用,这个过程被称为函数出栈。


调用开始时,先调用的函数先入栈,后调用的函数后入栈;调用结束时,后调用的函数先出栈,先调用的函数后出栈。你看,这和数据结构中栈的进出方式是一样的,所以这段内存区域才被叫做栈。


这里有一个常识,就是一个线程拥有一个栈,栈中的数据是被当前线程独占的,其它线程不能访问。


为了保证可以同时运行多个线程,比如几十个,或者成百上千个,编译器不会给单一线程分配太多的栈内存,一般也就 1MB~8MB。


栈内存的大小在编译时就已经确定了,程序在运行期间不能改变,所以如果程序使用的栈内存超出最大值,就会发生栈溢出(Stack Overflow)错误。

栈内存的大小和编译器有关,编译器会为栈内存指定一个最大值,在 VC/VS 下,默认是 1M,在 C-Free 下,默认是 2M,在 Linux GCC 下,默认是 8M。当然,我们也可以通过参数来修改栈内存的大小。

一般情况下,栈内存都是够用的,但是如果遇到以下两种情况,栈内存就会捉襟见肘:

  • 在函数内部定义了大规模的数据,比如定义了一个很大的数组;
  • 函数调用层次太深,导致栈帧持续堆积,比如函数的嵌套调用。


这是发生栈溢出错误的典型场景。


我们不妨来看一段代码:

int main(){
    char str[1024*1024*2] = {0};
    return 0;
}

我们使用 VS2010 的 Debug 模式进行编译,然后运行,就会出现如下错误:



这里我们定义了一个大规模数组,它需要占用 2MB 内存,而 VS 的栈内存默认只有 1MB,所以就发生了栈溢出错误。


栈溢出是一种致命错误,发生栈溢出错误以后,我们的程序就没法再继续运行了,你只能关闭它,没有其它的挽救措施。

相关文章
|
3天前
|
云安全 安全 网络安全
|
3天前
|
JavaScript 安全 前端开发
Nodejs Brotli decoder 代码执行漏洞 (CVE-2026-111497)10629
Node.js发布安全更新修复Brotli解码器高危RCE漏洞(CVE-2026-111497),建议受影响版本用户立即升级。
1718 1
|
9天前
|
人工智能 API 开发工具
DeepSeek Harness 神插件:白嫖 13 家大厂模型
`dsh-our-free-model` 是 DeepSeek Harness 神级插件:零配置、零API Key、零账号,聚合13家大厂免费模型(含DeepSeek V4.1 Flash、Kimi K3等),支持本地网关、用量看板与自动降级,真正实现“白嫖即用”。
1483 33
|
3天前
|
安全 应用服务中间件 Go
PHP2Shell 漏洞拆解:WordPress 与 nginx 为何中招
PHP2Shell 双 RCE 已遭在野利用:WordPress、Drupal 全在射程内,nginx 其实另有洞。拆成因与修复顺序
PHP2Shell 漏洞拆解:WordPress 与 nginx 为何中招
|
10天前
|
安全 Linux 芯片
【万字长文】Ollama下载、安装、配置、使用保姆级教程(2026最新图解)
Ollama 是一款免费开源的本地大模型运行工具,支持 DeepSeek、Qwen 等主流模型,一条命令即可下载运行。2026 最新版 v0.35.1 官方安装包(1.47GB)已提供国内直连下载,纯本地、离线可用、无广告、无隐私泄露风险。
969 2
|
14天前
|
存储 人工智能 安全
千问办公官网入口网页版登录:qwenwork.cn 注册送2000积分、登录送100积分
阿里云千问办公(QwenWork)是AI智能工作平台,支持一句话生成PPT、表格、网页、视频及数据分析。个人免费版送2000积分+每日登录赠100分,含1GB存储、5个发布页;企业版198元/席/月起。阿里千问办公QwenWork官网:https://t.aliyun.com/U/0VCTGt 阿里AI工作平台,一句话完成数据分析、PPT 生成、视频剪辑、网页搭建等复杂任务
|
9天前
|
人工智能 开发者
Qoder CN 大使计划正式开启|无限创造,等你一起
全年免费积分、优先内测、活动支持与更多共创机会,邀请用 Qoder 把想法变成现实的你。
651 6
|
6天前
|
Web App开发 人工智能 前端开发
2026 年 AI 浏览器怎么选?Ego Lite、Tabbit、Chrome DevTools MCP 深度对比,开发者到底该用哪个?
2026年AI浏览器选型指南:Ego Lite专注多Agent协同(Mac优先),Tabbit国产首选,原生支持Windows与Codex控制;Chrome DevTools MCP非浏览器而是开发者利器,深度集成Console/Network/Performance调试能力,让AI真正“看懂并验证”前端代码。
443 2
|
10天前
|
JSON 程序员 数据格式
最新版Notepad++下载、安装、配置保姆级教程(附官网安装包)
Notepad++ 是一款免费开源、轻量快速的 Windows 文本编辑器,支持多标签、语法高亮、代码折叠与宏录制,体积小、启动快、资源占用低,兼容 x64/x32/ARM 架构,是程序员和文字工作者的高效利器。
831 0