定義的變量,實(shí)例化的對(duì)象,這些東西都會(huì)放在內(nèi)存中,可是到底放在內(nèi)存的哪一塊呢?這真是個(gè)很煩人的東西,很多人都問我堆和棧的區(qū)別,但是,講解完畢之后很快就會(huì)忘記,所以在這里做個(gè)記錄,便于自己和大家查閱。 程序中用來存放數(shù)據(jù)的內(nèi)存分為四塊,其實(shí)另有一塊用于存放代碼,這里我們不討論,這四塊分別是:
1、全局區(qū)(靜態(tài)區(qū))(static):全局變量和靜態(tài)變量都存儲(chǔ)在這塊區(qū)域,與其他變量的明顯區(qū)別就是生命周期不同,在程序結(jié)束時(shí),系統(tǒng)會(huì)釋放這塊資源
2、文字常量區(qū) :常量字符串就是放在這塊區(qū)域,即是我們常說起的常量池。這塊也是在程序結(jié)束時(shí)由系統(tǒng)釋放。
3、棧區(qū)(stack):存放函數(shù)的參數(shù)值,局部變量的值等。這塊的數(shù)據(jù)大家就很熟悉了,在進(jìn)入作用域時(shí)分配占用內(nèi)存,離開作用域時(shí)釋放占用內(nèi)存
4、堆區(qū)(heap) : 一般由程序員分配釋放, 若程序員不釋放,程序結(jié)束時(shí)可能由系統(tǒng)回收。由于這個(gè)原因,在C和C++中就有能產(chǎn)生大量程序員分配但忘記釋放的堆區(qū)內(nèi)存,造成可使用內(nèi)存越來越少,這個(gè)被稱之為內(nèi)存泄露。而在java中,因?yàn)橛辛死占瘷C(jī)制,這樣的內(nèi)存會(huì)被自動(dòng)處理掉,所以在java中,反倒不需要程序員去釋放內(nèi)存了。
那么棧和堆的區(qū)別到底在哪里呢?
1、內(nèi)存分配方面:
堆:一般由程序員分配釋放, 若程序員不釋放,程序結(jié)束時(shí)可能由OS回收 。注意它與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的堆是兩回事,分配方式是類似于鏈表??赡苡玫降年P(guān)鍵字如下:new、malloc、delete、free等等。
棧:由編譯器(Compiler)自動(dòng)分配釋放,存放函數(shù)的參數(shù)值,局部變量的值等。其操作方式類似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧。
2、申請(qǐng)方式方面:
堆:需要程序員自己申請(qǐng),并指明大小。在c中malloc函數(shù)如p1 = (char *)malloc(10);在C++,java中用new運(yùn)算符,但是注意p1、p2本身是在棧中的。因?yàn)樗麄冞€是可以認(rèn)為是局部變量。
棧:由系統(tǒng)自動(dòng)分配。 例如,聲明在函數(shù)中一個(gè)局部變量 int b;系統(tǒng)自動(dòng)在棧中為b開辟空間。
3、系統(tǒng)響應(yīng)方面:
堆:操作系統(tǒng)有一個(gè)記錄空閑內(nèi)存地址的鏈表,當(dāng)系統(tǒng)收到程序的申請(qǐng)時(shí),會(huì)遍歷該鏈表,尋找第一個(gè)空間大于所申請(qǐng)空間的堆結(jié)點(diǎn),然后將該結(jié)點(diǎn)從空閑結(jié)點(diǎn)鏈表中刪除,并將該結(jié)點(diǎn)的空間分配給程序,另外,對(duì)于大多數(shù)系統(tǒng),會(huì)在這塊內(nèi)存空間中的首地址處記錄本次分配的大小,這樣代碼中的delete語(yǔ)句才能正確的釋放本內(nèi)存空間。另外由于找到的堆結(jié)點(diǎn)的大小不一定正好等于申請(qǐng)的大小,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的將多余的那部分重新放入空閑鏈表中。
棧:只要棧的剩余空間大于所申請(qǐng)空間,系統(tǒng)將為程序提供內(nèi)存,否則將報(bào)異常提示棧溢出。
4、大小限制方面:
堆:是向高地址擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),是不連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域。這是由于系統(tǒng)是用鏈表來存儲(chǔ)的空閑內(nèi)存地址的,自然是不連續(xù)的,而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有效的虛擬內(nèi)存。由此可見,堆獲得的空間比較靈活,也比較大。
棧:在Windows下, 棧是向低地址擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),是一塊連續(xù)的內(nèi)存的區(qū)域。這句話的意思是棧頂?shù)牡刂泛蜅5淖畲笕萘渴窍到y(tǒng)預(yù)先規(guī)定好的,在WINDOWS下,棧的大小是固定的(是一個(gè)編譯時(shí)就確定的常數(shù)),如果申請(qǐng)的空間超過棧的剩余空間時(shí),將提示overflow。因此,能從棧獲得的空間較小。
5、效率方面:
堆:是由new分配的內(nèi)存,一般速度比較慢,而且容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片,不過用起來最方便,另外,在WINDOWS下,最好的方式是用VirtualAlloc分配內(nèi)存,他不是在堆,也不是在棧是直接在進(jìn)程的地址空間中保留一快內(nèi)存,雖然用起來最不方便。但是速度快,也最靈活。
棧:由系統(tǒng)自動(dòng)分配,速度較快。但程序員是無(wú)法控制的。
6、存放內(nèi)容方面:
堆:一般是在堆的頭部用一個(gè)字節(jié)存放堆的大小。堆中的具體內(nèi)容有程序員安排。
棧:在函數(shù)調(diào)用時(shí)第一個(gè)進(jìn)棧的是主函數(shù)中后的下一條指令(函數(shù)調(diào)用語(yǔ)句的下一條可執(zhí)行語(yǔ)句)的地址然后是函數(shù)的各個(gè)參數(shù),在大多數(shù)的C編譯器中,參數(shù)是由右往左入棧,然后是函數(shù)中的局部變量。 注意: 靜態(tài)變量是不入棧的。當(dāng)本次函數(shù)調(diào)用結(jié)束后,局部變量先出棧,然后是參數(shù),最后棧頂指針指向最開始存的地址,也就是主函數(shù)中的下一條指令,程序由該點(diǎn)繼續(xù)運(yùn)行。
這么多看起來是不是很痛苦??不急,先記住棧和堆區(qū)別的第一點(diǎn)和第二點(diǎn),這個(gè)是基礎(chǔ)哦。其實(shí)有個(gè)小訣竅:
數(shù)據(jù)類型 變量名;這樣定義的東西在棧區(qū)。
new 數(shù)據(jù)類型();或者malloc(長(zhǎng)度); 這樣定義的沒有名字的東西就在堆區(qū)哦。
呵呵,我當(dāng)年是這樣記來的。