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容易混淆堆栈?看完这篇,轻松区别堆与栈!

时间:2020-11-27 17:26:49      阅读:2      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

注:首先堆和栈可以分为两种,一种是数据结构,另一种是和内存的分配有关,这两种虽然都有栈和堆,但是两者关系并不大,

1、栈、堆是数据结构里面的叫法,注意:有时候有人喜欢这样说 “堆栈” 其实说的就是栈而不是堆。

2、堆区、栈区则是内存模型的叫法。

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内存中的栈区和堆区

堆区:就是通过new、malloc、realloc分配的内存块,编译器不会负责它们的释放工作,需要用程序区释放。分配方式类似于数据结构中的链表。“内存泄漏”通常说的就是堆区。

栈区:存放函数内的局部变量,形参和函数返回值。栈区之中的数据的作用范围过了之后,系统就会回收自动管理栈区的内存(分配内存 , 回收内存),不需要开发人员来手动管理。栈区就像是一家客栈,里面有很多房间,客人来了之后自动分配房间,房间里的客人可以变动,是一种动态的数据变动。 

堆和栈有什么区别?

堆(Heap)和栈(Stack)是有区别的,很多程序员混淆堆栈的概念,或者认为它们就是一个概念。简单来说,它们之间的主要区别可以表现在如下五个方面。

1.分配和管理方式不同

堆是动态分配的,其空间的分配和释放都由程序员控制。也就是说,堆的大小并不固定,可动态扩张或缩减,其分配由malloc()等这类实时内存分配函数来实现。当进程调用malloc等函数分配内存时,新分配的内存就被动态添加到堆上(堆被扩张);当利用free等函数释放内存时,被释放的内存从堆中被剔除(堆被缩减)。

而栈由编译器自动管理,其分配方式有两种:静态分配和动态分配。静态分配由编译器完成,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,它的动态分配是由编译器进行释放,无需手工控制。

2.申请的大小限制不同

栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存区域,栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,能从栈获得的空间较小。

堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域,这是由于系统是由链表在存储空闲内存地址,自然堆就是不连续的内存区域,且链表的遍历也是从低地址向高地址遍历的,堆的大小受限于计算机系统的有效虚拟内存空间,

由此空间,堆获得的空间比较灵活,也比较大。在 32 位平台下,VC6 下默认为 1M,堆最大可以到 4G;

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3.申请效率不同

栈由系统自动分配,速度快,但是程序员无法控制。

堆是有程序员自己分配,速度较慢,容易产生碎片,不过用起来方便。

4.产生碎片不同

对堆来说,频繁执行malloc或free势必会造成内存空间的不连续,形成大量的碎片,使程序效率降低;而对栈而言,则不存在碎片问题。

5.内存地址增长的方向不同

堆是向着内存地址增加的方向增长的,从内存的低地址向高地址方向增长;

栈的增长方向与之相反,是向着内存地址减小的方向增长,由内存的高地址向低地址方向增长。

假设一个程序的函数调用顺序为:主函数main调用函数func1,函数func1调用函数func2。当这个程序被操作系统调入内存运行时,其对应的进程在内存中的映射结果如下图所示

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例子中的内存映射

进程的栈是由多个栈帧构成的,其中每个栈帧都对应一个函数调用。当调用函数时,新的栈帧被压入栈;当函数返回时,相应的栈帧从栈中弹出。由于需要将函数返回地址这样的重要数据保存在程序员可见的堆栈中,因此也给系统安全带来了极大的隐患。

当程序写入超过缓冲区的边界时,就会产生所谓的“缓冲区溢出”。发生缓冲区溢出时,就会覆盖下一个相邻的内存块,导致程序发生一些不可预料的结果:也许程序可以继续,也许程序的执行出现奇怪现象,也许程序完全失败或者崩溃等。

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总结:

(1)heap是堆,stack是栈;

(2)stack的空间由操作系统自动分配/释放,heap上的空间手动分配/释放;

(3)stack空间有限,heap是很大的自由内存区;

(4)C中的malloc函数分配的内存空间即在堆上,C++中对应的是new操作符。

程序在编译对变量和函数分配内存都在栈上进行,且内存运行过程中函数调用时参数的传递在栈上进行。

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容易混淆堆栈?看完这篇,轻松区别堆与栈!

原文:https://www.cnblogs.com/mu-ge/p/14048834.html

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