重点理解堆与栈
栈和堆的区别
1、程序的内存分配方式不同 栈区(stack):编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量的值等,其操作方式类似于数据结构的栈。 堆区(heap):一般是由程序员分配释放,若程序员不释放的话,程序结束时可能由OS回收,值得注意的是他与 数据结构的堆是两回事,分配方式倒是类似于数据结构的链表。
2、申请方式不同 stack 由系统自动分配,heap需要程序员自己申请。 C中用函数 malloc分配空间,用free释放,C++用new分配,用delete 释放。
3、申请后系统的响应不同 栈:只要栈的剩余空间大于所申请的空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。 堆:首先应该知道操作系统有一个记录内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,遍历该链表,寻找第一个空 间大于所申请的空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序。另外,对 于大多数系统,会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小,这样代码中的delete或free语句就能够正 确的释放本内存空间。另外,由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会将多余的那部分重新 放入空闲链表中。
4、申请的大小限制不同 栈:在windows下,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: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,堆得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。
5、申请的效率不同 栈:栈由系统自动分配,速度快,但是程序员无法控制。 堆: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。
6、堆和栈的存储内容不同 栈:在函数调用时,第一个进栈的是主函数中函数调用后的下一条指令的地址,然后函数的各个参数,在大多数 的C编译器中,参数是从右往左入栈的,当本次函数调用结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针 指向最开始存的地址,也就是主函数中的下一条指令。 堆:一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小,具体内容由程序员安排。
值类型存储在堆上的情况
虽然值类型默认倾向于栈分配,但在以下场景中会存储在堆上:
-
作为类的成员:值类型字段随对象一起分配在堆中。
-
被装箱(Boxing):将值类型赋值给
object或接口类型时,触发装箱,数据复制到堆。 -
闭包捕获:值类型被匿名方法或 Lambda 表达式捕获时,可能移至堆
void MyMethod()
{
int x = 10; // 值类型,分配在栈上
var kvp = new KeyValuePair<string, int>("A", 1); // 结构体,分配在栈上
}class MyClass
{
private int _number; // 值类型,作为类的成员,分配在堆上(随对象一起)
}
1、程序的内存分配方式不同 栈区(stack):编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量的值等,其操作方式类似于数据结构的栈。 堆区(heap):一般是由程序员分配释放,若程序员不释放的话,程序结束时可能由OS回收,值得注意的是他与 数据结构的堆是两回事,分配方式倒是类似于数据结构的链表。
2、申请方式不同 stack 由系统自动分配,heap需要程序员自己申请。 C中用函数 malloc分配空间,用free释放,C++用new分配,用delete 释放。
3、申请后系统的响应不同 栈:只要栈的剩余空间大于所申请的空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。 堆:首先应该知道操作系统有一个记录内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,遍历该链表,寻找第一个空 间大于所申请的空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序。另外,对 于大多数系统,会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小,这样代码中的delete或free语句就能够正 确的释放本内存空间。另外,由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会将多余的那部分重新 放入空闲链表中。
4、申请的大小限制不同 栈:在windows下,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: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,堆得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。
5、申请的效率不同 栈:栈由系统自动分配,速度快,但是程序员无法控制。 堆: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。
6、堆和栈的存储内容不同 栈:在函数调用时,第一个进栈的是主函数中函数调用后的下一条指令的地址,然后函数的各个参数,在大多数 的C编译器中,参数是从右往左入栈的,当本次函数调用结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针 指向最开始存的地址,也就是主函数中的下一条指令。 堆:一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小,具体内容由程序员安排。

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