ООП. Классы и динамические объекты, Подробности управления «кучей» Опции

[Serhiy_UA]

Динамические объекты создаются и уничтожаются в памяти «кучи» (heap) с помощью доступных программисту операторов new/delete. В порядке самообразования по С++ хотел бы уточнить следующие скрытые от нас подробности:
1. Действия по динамическому размещению полей данных объекта в куче выполняет прикладная программа или операционная система?
2. Если за размещение в куче ответственна ОС, то все ли из ОС поддерживают динамические объекты (и в частности для встраиваемых систем)? И как в таком случае обслуживается одновременная работа нескольких активных на данный момент программ с общей кучей, или у каждой программы своя куча?
3. Если полей данных у конкретного объекта много, то его данные размещаются в памяти непрерывно или с разрывами (перескоками), в зависимости от текущего состояния кучи ?
4. Что можно почитать на эту тему по-подробней?

[CrimsonPig]

4. Что можно почитать на эту тему по-подробней?

Хорошие вопросы... Правда немного из серии "почему солнце светит?"

Функции управления кучей (malloc/free) и более модные new/delete реализованы в библиотеках. Они пользуются памятью, которые просят у ОС, если такая есть вообще. В Ц++ new/delete можно довольно легко переопределить и сделать свои аллокаторы.

Память выделяемая new/malloc всегда непрерывная (с точки зрения ее пользователя).
Читать начиная со Страуструпа.. Ну, или Кернигана с Ричи.

[AlexandrY]

Читать начиная со Страуструпа.. Ну, или Кернигана с Ричи.

Это занятие ни к чему хорошему не приведет.
Кучи слишком сложная тема чтобы пользоваться старыми книгами.

Первое что надо знать - это то что кучи делают все. И ОС, и компилятор, и сами прикладные программы их могут переопределять.

Т.е. в одной среде разработки вы можете иметь выбор нескольких движков куч.
Например в RAD Studio под Windows есть старый движок кучи, новый движок и движок который они наследуют из API Windows.

Для встраиваемых систем еще все хуже и запутанней.
Во первых, стандартное управление кучей есть в библиотеках компилятора.
Но даже так там есть механизм подстройки когда самые низкоуровневые функции движка кучи программист должен подстроить сам.
Во всех RTOS тоже есть свои механизмы кучи поскольку они не надеются на штатную подстройку компилятора.
Во FreeRTOS аж три движка кучи на выбор.
Для RTOS куча является очень критичным моментом поскольку надо обеспечить фиксированное время выполнения ее функций и безопасный доступ при многозадачности, часто еще и таймаут доступа делают.
Поэтому стандартные библиотечные кучи не используют, а перенаправляют new/delete на свои функции.
Однако при старте программы движок RTOS еще не работает, поэтому конструкторы объектов могут напороться еще на библиотечные функции.
Короче в этой теме кругом грабли.

Читать надо мануал на конкретный компилятор и ОС. Классики не помогут.

[SasaVitebsk]

Во FreeRTOS аж три движка кучи на выбор.
...
Читать надо мануал на конкретный компилятор и ОС. Классики не помогут.

Точнее 5. ))
heap_1 - the very simplest, does not permit memory to be freed
• heap_2 - permits memory to be freed, but not does coalescence adjacent free blocks.
• heap_3 - simply wraps the standard malloc() and free() for thread safety
• heap_4 - coalescences adjacent free blocks to avoid fragmentation. Includes absolute address placement option
• heap_5 - as per heap_4, with the ability to span the heap across multiple non-adjacent memory areas