堆和栈的区别

快来打我* 2023-10-13 14:54 12阅读 0赞

#### 栈与堆 ####

*  栈的特点和使用
 *  堆的出现和特点
 *  共同点
 *  区别
 *   *  占用空间大小的区别
     *  访问效率的区别
     *  访问权限的区别
     *   *  栈对应到函数（线程）上
         *  堆对应到进程上
     *  存放的内容不同
     *   *  栈中存储的内容
         *  堆中存储的内容
 *  使用堆和栈的不同情况

## 栈的特点和使用 ##

栈是连续内存地址，内存创建寻址效率都很高。  
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函数调用栈遵循着先入后出的原则。  
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最后调用的函数最先释放栈内存。

函数参数传递是赋值传递，即将实参复制一份给形参，因而形参的改变不会影响实参。但是如果参数是指针，那么复制的就是地址的值。我们把包括结构体在内的基础类型的传参称为值传递。而指针的传递称为引用传递。像c golang等是有指针和地址概念的。而对于java python js等语言，对象的变量名本身就是一个指针，因而传递对象就是引用传递。

## 堆的出现和特点 ##

对于返回值，父函数在子函数入栈之前会留出返回值的内存空间，返回值和入参一样是复制传递。但是返回值如果是指针，则可能会导致父函数调用该地址内的变量的时候，子函数因为已经出栈，而导致访问错误。

同样的情况也会出现在全局变量属性的赋值的时候，这些都属于变量逃逸。

很多语言像go rust java等，会自动的进行逃逸分析，将逃逸的变量创建到所有函数共享的全局空间中。那这就是堆。

堆内存的释放比较复杂，像C语言需要手动释放，忘记或者多次释放都会带来问题。

而像java golang js python等等是有gc机制的。它能够定期的自动释放。但是这也会导致性能下降，尤其是无法胜任硬件编程和系统级别的编程。

但在web应用这种容忍性较高的场景却有着广泛的应用。

rest则是提出了自动实时回收的机制。但是需要有严格的编程规范。  
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## 共同点 ##

堆和栈是程序中最重要的两种内存形式。堆和栈的空间都是在内存上面的。

## 区别 ##

### 占用空间大小的区别 ###

堆是一个动态的概念。栈是一个静态的概念。栈是在编译的时候确定的。堆是在运行的时候确定的。栈的大小在编译的时候是定好了的，堆这一块是动态变化的概念。堆的大小主要取决于那一刻程序运行的那一刻的数据。所以根据不同的需求，你可能选择堆或者栈。

### 访问效率的区别 ###

因为堆是动态，栈是静态，所以堆的速度要慢。

### 访问权限的区别 ###

#### 栈对应到函数（线程）上 ####

一个函数调用，里面的数据都是在栈上的。这个函数调用，它里面的数据是无法被另一个函数访问的。不同函数之间的栈数据不能共享。

同样的，这个原则也适用于多线程，每个线程的调用，你启动一个线程的时候，实际上是调用一个函数。它会有各自的栈。线程之间的栈数据也是不能共享的。

#### 堆对应到进程上 ####

堆是在这个进程上的，只要在这个应用内，所有的线程都可以访问这个堆上的数据。

不同的语言处理堆上的数据不同，有的是用gc，有的是需要你自己去释放，像c和c++用free malloc去做这些事情。有的需要把它设成null，才能把它的reference counter设成0，gc才能把它释放掉。

### 存放的内容不同 ###

#### 栈中存储的内容 ####

1.  基本类型的变量数据和对象的引用，但对象本身不存放在栈中，而是存放在堆（new出来的对象）或者常量池中（字符串常量对象存放的常量池中）。
2.  局部变量，但方法中的局部变量使用final修饰后，放在堆中，而不是栈中。

#### 堆中存储的内容 ####

1.  存放使用new创建的对象
2.  全局变量

## 使用堆和栈的不同情况 ##

size不确定，可能用堆。确定的话，因为效率的问题，肯定用栈，栈能极大程度提高你的运行速度。

当你想要使用非常庞大的内存的时候，一般不去用栈，一般是用堆，因为需要用完后赶紧释放掉。

**参考资料**：

1.  [【120秒】栈与堆][120]
2.  [堆和栈的区别是什么？][Link 1]
3.  [堆和栈存放的内容][Link 2]

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[Link 1]: https://www.bilibili.com/video/BV1xK4y1b7HQ/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=a1af903e57688df870625021f7f3a7eb
[Link 2]: https://blog.csdn.net/weixin_41707929/article/details/101275474