C语言的存储期（Storage Duration） 是对象（变量）生命周期的核心属性，它决定了对象从创建到销毁的时间段。
C语言标准（C11/C17/C23）明确定义了四种存储期：
| 存储期（Storage Duration） | 生命周期开始时间 | 生命周期结束时间 | 典型声明方式 | 常见例子 | 内存位置（通常） |
|---|---|---|---|---|---|
| static | 程序启动前 | 程序终止后 | 文件作用域变量static 修饰的变量 | 全局变量、文件作用域 static 变量、函数内 static 局部变量 | 数据段 / BSS段 |
| thread（C11起） | 线程启动时 | 线程终止时 | thread_local 变量（可与 static/extern 组合） | 每个线程独立的计数器、全局变量副本 | 线程本地存储（TLS） |
| automatic | 进入声明所在的块（block）时 | 离开该块时 | 函数内普通局部变量（默认）auto（C11前可显式写） | 普通局部变量、函数参数 | 栈（Stack） |
| allocated（动态分配） | 调用 malloc/calloc/realloc 成功时 | 调用 free 或程序结束（泄漏） | 通过 malloc 等分配的内存 | 动态数组、链表节点、对象池 | 堆（Heap） |
1. static storage duration（静态存储期）
特点：
- 程序整个运行期间都存在
- 只在程序启动前初始化一次（若未显式初始化，则自动清零）
- 同一对象在整个程序中只有一份
典型声明方式：
// 文件作用域（全局）变量，默认就是 static storage duration
int global_var = 10;
// 显式 static（文件作用域时相当于给 internal linkage）
static int file_static = 20;
// 函数内部的 static 变量（仍然是 static storage duration）
void func() {
static int counter = 0; // 只初始化一次
counter++;
printf("%d\n", counter);
}2. thread storage duration（线程存储期）—— C11 新增
特点：
- 每个线程拥有自己独立的实例
- 线程开始时分配，线程结束时销毁
- 初始化在第一次使用时进行（类似函数内 static 的行为）
使用方式（需要包含 <threads.h> 或使用 C11+ 编译器）：
#include <threads.h>
#include <stdio.h>
thread_local int tls_counter = 0; // 每个线程有自己的 tls_counter
int thread_func(void* arg) {
tls_counter++;
printf("Thread %d: tls_counter = %d\n", thrd_current(), tls_counter);
return 0;
}注意：thread_local 可以和 static 或 extern 一起使用，但不能和 auto/register 一起使用。
3. automatic storage duration（自动存储期）
特点：
- 每次进入块（block）时分配
- 离开块时销毁（栈上变量出栈）
- 未初始化时值不确定（可能是垃圾值）
- 大多数局部变量都属于这一类
典型例子：
void func(int param) { // param 是 automatic
int x; // automatic，未初始化 → 垃圾值
auto int y = 10; // C11 前可写 auto，C11 后基本不用写
{
int z = 30; // 新的 automatic 变量
} // z 在此处销毁
} // x, param, y 在函数结束时销毁4. allocated storage duration（分配存储期 / 动态存储期）
特点：
- 由程序员手动控制（
malloc/calloc/realloc创建，free销毁） - 生命周期与调用
free相关，与任何块或线程无关 - 未释放会导致内存泄漏
- 分配失败返回
NULL
典型用法：
#include <stdlib.h>
int* create_array(int size) {
int* p = malloc(size * sizeof(int)); // allocated storage
if (p == NULL) return NULL;
// ... 使用 p ...
return p; // 记得在外面 free
}
// 使用
int* arr = create_array(100);
if (arr) {
// 使用...
free(arr); // 必须释放
arr = NULL; // 好习惯
}常见问题与面试高频对比
| 问题 | static 存储期 | automatic 存储期 | thread 存储期 |
|---|---|---|---|
| 生命周期 | 整个程序 | 当前块 | 当前线程 |
| 初始化次数 | 一次 | 每次进入块 | 每个线程一次 |
| 默认初始化值 | 0（全局/静态） | 不确定（垃圾值） | 0（C11规定） |
| 典型内存位置 | 数据段/BSS | 栈 | 线程本地存储（TLS） |
| 能否取地址（&） | 能 | 能 | 能 |
| 多线程下是否安全 | 所有线程共享（需加锁） | 每个函数调用栈独立 | 天然线程安全（每个线程一份） |
函数内声明 static int x; 的行为 | 整个程序一份，保持值 | — | — |
函数内声明 thread_local int x; | 每个线程一份，保持值 | — | — |
小结表格（便于记忆）
| 存储期 | 关键字 | 存在时间 | 典型场景 | 是否共享 |
|---|---|---|---|---|
| static | 无（全局）/ static | 程序全程 | 全局变量、计数器、配置 | 是 |
| thread | thread_local | 线程全程 | 每个线程独立的全局变量 | 否 |
| automatic | 无（局部）/ auto | 块作用域 | 普通局部变量、循环变量 | 否 |
| allocated | 无（malloc 等分配） | 手动 free 前 | 动态数据结构（链表、树等） | 是（需同步） |
希望这篇笔记能帮你把 C 语言中“变量能活多久”这个核心概念理清楚！
有哪部分还想再深入（比如 static 在多文件中的 linkage 行为、线程局部变量的初始化细节、VLA 与存储期关系等）可以继续问～
