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内存管理中堆与栈的区别

发布：运城达内教育官网
来源：互联网
时间：2020-10-29 08:58

内存管理是程序员在软件运维领域需要重点掌握的一个软件编程技术，而今天我们就通过案例分析来了解一下，内存管理中堆与栈的区别。

内存管理中堆与栈的区别

堆与栈实际上是操作系统对进程占用的内存空间的两种管理方式，主要有如下几种区别：

(1)管理方式不同。栈由操作系统自动分配释放，无需我们手动控制;堆的申请和释放工作由程序员控制，容易产生内存泄漏;

(2)空间大小不同。每个进程拥有的栈的大小要远远小于堆的大小。理论上，程序员可申请的堆大小为虚拟内存的大小，进程栈的大小64bits的Windows默认1MB，64bits的Linux默认10MB;

(3)生长方向不同。堆的生长方向向上，内存地址由低到高;栈的生长方向向下，内存地址由高到低。

(4)分配方式不同。堆都是动态分配的，没有静态分配的堆。栈有2种分配方式：静态分配和动态分配。静态分配是由操作系统完成的，比如局部变量的分配。动态分配由alloca函数进行分配，但是栈的动态分配和堆是不同的，他的动态分配是由操作系统进行释放，无需我们手工实现。

(5)分配效率不同。栈由操作系统自动分配，会在硬件层级对栈提供支持：分配专门的寄存器存放栈的地址，压栈出栈都有专门的指令执行，这就决定了栈的效率比较高。堆则是由C/C++提供的库函数或运算符来完成申请与管理，实现机制较为复杂，频繁的内存申请容易产生内存碎片。显然，堆的效率比栈要低得多。

(6)存放内容不同。栈存放的内容，函数返回地址、相关参数、局部变量和寄存器内容等。当主函数调用另外一个函数的时候，要对当前函数执行断点进行保存，需要使用栈来实现，先入栈的是主函数下一条语句的地址，即扩展指针寄存器的内容(EIP)，然后是当前栈帧的底部地址，即扩展基址指针寄存器内容(EBP)，再然后是被调函数的实参等，一般情况下是按照从右向左的顺序入栈，之后是被调函数的局部变量，注意静态变量是存放在数据段或者BSS段，是不入栈的。出栈的顺序正好相反，终栈顶指向主函数下一条语句的地址，主程序又从该地址开始执行。堆，一般情况堆顶使用一个字节的空间来存放堆的大小，而堆中具体存放内容是由程序员来填充的。

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