在C++中，全局变量的内存分配发生在程序启动时，当C++运行时环境初始化并加载可执行文件时。全局变量存储在程序的数据段（data segment）中，这是进程的只读内存区域。数据段用于存储已初始化的全局变量和静态变量。
在程序的生命周期中，全局变量的内存分配是一次性的。这意味着它们在程序启动时被分配内存，并在程序结束时由操作系统回收。
需要注意的是，局部变量并不存储在数据段中，而是存储在栈（stack）上。栈内存的分配和回收速度较快，因为它遵循后进先出（LIFO）原则。然而，栈内存的空间有限，因此在程序中使用过多的局部变量可能会导致栈溢出。