java基础Haep(堆)和Stack(栈)区别

简单的可以理解为:

heap:是由malloc之类函数分配的空间所在地。地址是由低向高增长的。 

stack:是自动分配变量,以及函数调用的时候所使用的一些空间。地址是由高向低减少的。

注:何为高地址,何为低地址呢?(以32位系统为例)

就是存储的时候越靠近0xfffffffff那么地址就越高,越靠近0x000000,地址也就越低,如下图所示:

首先我们要知道我们C程序映像中内存的空间布局情况:在《C专家编程》中或者《Unix环境高级编程》中有关于内存空间布局情况的说明,大致如下图:

----------------------- 最高内存地址 0xffffffff

 | 栈底

 .

 .              栈

 .

  栈顶

-----------------------

 |

 |

\|/

NULL (空洞)

/|\

 |

 |

-----------------------

                堆

-----------------------

未初始化的数据

----------------(统称数据段)

初始化的数据

-----------------------

正文段(代码段)

----------------------- 最低内存地址 0x00000000

接下来我们需要理解几个重要的概念:

1、栈区(stack)— 由编译器自动分配释放 ,存放函数的参数值,局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。

2、堆区(heap) — 一般由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收 。注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链             表,呵呵。 

     3、全局区(静态区)(static)—,全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域, 未初始化的全局变量和未初始化           的静态变量在相邻的另一块区域。 - 程序结束后有系统释放 

     4、文字常量区 —常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放 

     5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。

堆和栈的一些理论知识:

stack(栈): 

由系统自动分配。 例如,声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为b开辟空间 

     heap(堆): 

需要程序员自己申请,并指明大小,在c中malloc函数 。

申请后系统的响应 

栈:只要栈的剩余空间大于所申请空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。 

堆:首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表,当系统收到程序的申请时, 

会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序,另外,对于大多数系统,会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小,这样,代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外,由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。 

     申请大小的限制 

栈:在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,在 WINDOWS下,栈的大小是2M(也有的说是1M,总之是一个编译时就确定的常数),如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提示overflow。因此,能从栈获得的空间较小。 

堆:堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的,自然是不连续的,而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见,堆获得的空间比较灵活,也比较大。

     申请效率的比较: 

栈由系统自动分配,速度较快。但程序员是无法控制的。 

堆是由new分配的内存,一般速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便. 

另外,在WINDOWS下,最好的方式是用VirtualAlloc分配内存,他不是在堆,也不是在栈是直接在进程的地址空间中保留一快内存,虽然用起来最不方便。但是速度, 也最灵活 

     堆和栈中的存储内容 

栈: 在函数调用时,第一个进栈的是主函数中后的下一条指令(函数调用语句的下一条可执行语句)的地址,然后是函数的各个参数,在大多数的C编译器中,参数是由右往左入栈的,然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。 

当本次函数调用结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针指向最开始存的地址,也就是主函数中的下一条指令,程序由该点继续运行。 

堆:一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。

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