美文网首页
堆、栈以及静态区域的区别

堆、栈以及静态区域的区别

作者: 哈豊玛奥 | 来源:发表于2019-03-01 15:13 被阅读0次

一、内存基本构成
可编程内存在基本上分为这样的几大部分:静态存储区、堆区和栈区。他们的功能不同,对他们使用方式也就不同。

  • 堆区:亦称动态内存分配。程序在运行的时候用mallocnew申请任意大小的内存,程序员自己负责在适当的时候用freedelete释放内存。动态内存的生存期可以由我们决定,如果某动态内存不再使用,需要将其释放掉,否则就会发生内存泄漏现象。
    (OC中对象存储于堆中,当对象的应用计数为0时自动释放该对象)

  • 栈区:在执行函数时,函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,效率很高,但是分配的内存容量有限。
    (OC中 非对象变量 都存在栈中)

  • 静态存储区:内存在程序编译的时候就已经分配好,这块内存在程序的整个运行期间都存在。它主要存放静态数据全局数据常量

二、使用时需注意的规则

  • 【规则1】用malloc 或new 申请内存之后,应该立即检查指针值是否为NULL。防止使用指针值为NULL的内存。
  • 【规则2】不要忘记为数组动态内存赋初值。防止将未被初始化的内存作为右值使用。
  • 【规则3】避免数组指针的下标越界,特别要当心发生“多1”或者“少1”操作。
  • 【规则4】动态内存的申请与释放必须配对,防止内存泄漏
  • 【规则5】用free 或delete 释放了内存之后,立即将指针设置为NULL,防止产生野指针

三、堆与栈的讨论

1、管理方式:
  • 堆中资源由程序员控制(容易产生memory leak),
  • 栈中资源由编译器自动管理,无需手工控制。
2、系统响应:
  • 对于堆,应知道系统有一个记录空闲内存地址的链表,当系统收到程序申请时,遍历该链表,寻找第一个空间大于申请空间的堆结点,删除空闲结点链表中的该结点,并将该结点空间分配给程序(大多数系统会在这块内存空间首地址记录本次分配的大小,这样delete才能正确释放本内存空间,另外系统会将多余的部分重新放入空闲链表中)。
  • 对于栈,只要栈的剩余空间大于所申请空间,系统为程序提供内存,否则报异常提示栈溢出。
3、空间大小:
  • 堆是不连续的内存区域(因为系统是用链表来存储空闲内存地址),堆大小受限于计算机系统中有效虚拟内存(32bit系统理论上是4G),所以堆的空间比较灵活,比较大。
  • 栈是一块连续的内存区域,大小是操作系统预定好的,windows下栈大小是2M(也有是1M,在编译时确定,VC中可设置)。
4、碎片问题:
  • 对于堆,频繁的new/delete会造成大量碎片,使程序效率降低。
  • 对于栈,它是一个先进后出的队列,进出一一对应,不会产生碎片。
5、生长方向:
  • 堆向上,向高地址方向增长。
  • 栈向下,向低地址方向增长。
6、分配方式:
  • 堆都是动态分配(没有静态分配的堆)。
  • 栈有静态分配动态分配
    静态分配由编译器完成(如局部变量分配),
    动态分配由alloca函数分配,但栈的动态分配的资源由编译器进行释放,无需程序员实现。
7、分配效率:
  • 堆由C/C++函数库提供,机制很复杂。所以堆的效率比栈很多。
  • 栈是基于系统提供的数据结构,计算机在底层对栈提供支持,分配专门寄存器存放栈地址,栈操作有专门指令

四、为什么要把堆和栈区分出来

1、从软件设计的角度看,栈代表了处理逻辑,而堆代表了数据。这种隔离、模块化的思想,使得处理逻辑更为清晰
2、使得中的内容可以被多个栈共享(也可以理解为多个线程访问同一个对象
  • 一方面这种共享提供了一种有效的数据交互方式(如:共享内存)
  • 另一方面,堆中的共享常量和缓存可以被所有栈访问,节省了空间
3、使得动态增长成为可能,相应栈中只需记录堆中的一个地址即可

栈因为运行时的需要,比如保存系统运行的上下文,需要进行地址段的划分。由于栈只能向上增长,因此就会限制住栈存储内容的能力。而堆不同,堆中的对象是可以根据需要动态增长的

4、面向对象就是堆和栈的完美结合。

对象的属性其实就是数据,存放在中;而对象的行为(方法),就是运行逻辑,放在中。我们在编写对象的时候,其实即编写了数据结构,也编写的处理数据的逻辑

相关文章

  • 堆、栈以及静态区域的区别

    一、内存基本构成可编程内存在基本上分为这样的几大部分:静态存储区、堆区和栈区。他们的功能不同,对他们使用方式也就不...

  • 内存介绍

    虚拟内存总体分五大区域,栈区(堆栈),堆区(托管堆),常量,静态(静态未初始化区,和静态初始化区)其他区域**栈区...

  • C# 内存分配和参数传递及面向对象之封装,继承

    虚拟内存总体划分为五大区域:栈区(堆栈),堆区(托管堆),常量,静态(静态初始化,静态未初始化),代码区 * 栈...

  • JVM内存分配-03-01

    JVM主要内存区域有堆、栈、方法区(非堆)。 堆:对象栈:方法,局部变量,对象引用方法区:静态属性,常量,代码块 ...

  • 面试常见问题03 - 操作系统(施工ing)

    目录 堆内存与栈内存进程和线程同步与异步阻塞与非阻塞... 1. 内存区域 区域划分 堆区与栈区的区别 2. 进程...

  • Js的浅拷贝与深拷贝

    堆和栈的区别 堆和栈都是内存中划分出来的用于存储的区域。 深拷贝与浅拷贝的区别就是其在内存中存储的类型不同。 栈(...

  • JVM的内存区域划分

    学过C语言的朋友都知道C编译器在划分内存区域的时候经常将管理的区域划分为数据段和代码段,数据段包括堆、栈以及静态数...

  • JVM的内存区域划分

    学过C语言的朋友都知道C编译器在划分内存区域的时候经常将管理的区域划分为数据段和代码段,数据段包括堆、栈以及静态数...

  • iOS知识点

    1、内存的几大区域 iOS的内存分布区域大致分为:栈区(stack)、堆区(heap)和全局静态区(static)...

  • 10.11java中的堆和栈

    java高级-堆和栈 java堆 /栈 栈内存 / 堆内存的区别 1. java堆 /栈 2. 栈内存 / 堆内存的区别

网友评论

      本文标题:堆、栈以及静态区域的区别

      本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/lgnruqtx.html