堆与栈的效率

1.背景

在闲聊或者面试的时候总会抛出到堆和栈两者的问题，计算机基础知识，但如果理解不深入，则回答不全面。下面总结下堆栈的相关知识。

2.堆与栈

1）程序执行过程说的堆与栈，和数据结构中的堆栈是有区别的，堆栈值不同内存区域的一个描述，多线程中，线程的堆栈是可以单独设置大小。

2）C（C++）中内存分配

全局变量、静态变量：全局区（静态区）分配内存；

局部变量、函数验压栈、递归：从栈上分配，系统管理，系统分配和释放；

malloc/new：从堆上分配，程序员管理，程序员分配和释放，不手动释放会导致内存泄漏；即使不释放，程序结束时，也会被系统回收。

常量字符串：文字常量区，程序结束时，由系统释放；

二进制代码：程序代码区。

3）分配过程与区别

a、堆上内存使用的是二级缓存，分配指令malloc/new；栈上内存使用的一级缓存，调用完毕立即释放；

b、堆都是动态分配，没有静态分配的堆；栈有静态分配和动态分配，静态分配由编译器完成，动态分配由alloca函数分配，但其分配释放过程由系统管理；

c、堆的分配由相关库函数（如C/C++）提供，分配过程遵循一些列高效算法（算法影响到分配效率、碎片管理等），使用过程需要检查是否分配成功；栈的分配由机器系统提供的数据结构，计算机底层分配专门的寄存器存放栈地址，压栈出栈都有专门的执行指令（从这点看出栈效率比堆要高）；

d、堆从低地址向高地址增长；栈从高地址向低地址增长；

3.优缺点

以上，堆相对于栈，效率低，多次分配（malloc/new）容易产生碎片，使用时最好结合相关操作系统（Linux、Windows、RTOS ）使用，因为系统针对内存管理有专门的优化算法，减少内存碎片。堆虽然有一定的缺点，但其最大的优点是使用灵活，而且堆容量大，一般需要申请比较大的内存块时，都会从堆中申请，比如申请4K字节的数组。

4.结论

以上，栈的效率比堆高。

5.但是

以现在的CPU架构，栈和堆的效率已经无差异了？请看这个

http://bbs.csdn.net/topics/390220569