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分类: Windows平台

2013-04-10 14:00:56

堆和栈究竟有什么区别? 
主要的区别由以下几点: 
1、管理方式不同; 
2、空间大小不同; 
3、能否产生碎片不同; 
4、生长方向不同; 
5、分配方式不同; 
6、分配效率不同; 
管理方式:对于栈来讲,是由编译器自动管理,无需我们手工控制;对于堆来说,释放 
工作由程序员控制,容易产生memory leak。 
空间大小:一般来讲在32位系统下,堆内存可以达到4G的空间,从这个角度来看堆内存 
几乎是没有什么限制的。但是对于栈来讲,一般都是有一定的空间大小的,例如,在VC6下 
面,默认的栈空间大小是1M(好像是,记不清楚了)。当然,我们可以修改: 
打开工程,依次操作菜单如下:Project->Setting->Link,在Category 中选中Output 
,然后在Reserve中设定堆栈的最大值和commit。 
注意:reserve最小值为4Byte;commit是保留在虚拟内存的页文件里面,它设置的较大会使 
栈开辟较大的值,可能增加内存的开销和启动时间。 

碎片问题:对于堆来讲,频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续,从而造成大量的 
碎片,使程序效率降低。对于栈来讲,则不会存在这个问题,因为栈是先进后出的队列,他 
们是如此的一一对应,以至于永远都不可能有一个内存块从栈中间弹出,在他弹出之前,在 
他上面的后进的 
栈内容已经被弹出,详细的可以参考数据结构,这里我们就不再一一讨论了。 
生长方向:对于堆来讲,生长方向是向上的,也就是向着内存地址增加的方向;对于栈 
来讲,它的生长方向是向下的,是向着内存地址减小的方向增长。 
分配方式:堆都是动态分配的,没有静态分配的堆。栈有2种分配方式:静态分配和动 
态分配。静态分配是编译器完成的,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,他的动态分配是由编译器进行释放,无需我们手工实现 
。 

分配效率:栈是机器系统提供的数据结构,计算机会在底层对栈提供支持:分配专门的寄存 
器存放栈的地址,压栈出栈都有专门的指令执行,这就决定了栈的效率比较高。堆则是 
C/C++函数库提供的,它的机制是很复杂的,例如为了分配一块内存,库函数会按照一定的 
算法(具体的算法可? 
圆慰际 萁峁?操作系统)在堆内存中搜索可用的足够大小的空间,如果没有足够大小的空 
间(可能是由于内存碎片太多),就有可能调用系统功能去增加程序数据段的内存空间,这 
样就有机会分到足够大小的内存,然后进行返回。显然,堆的效率比栈要低得多。 

从这里我们可以看到,堆和栈相比,由于大量new/delete的使用,容易造成大量的内存碎片 
;由于没有专门的系统支持,效率很低;由于可能引发用户态和核心态的切换,内存的申请 
,代价变得更加昂贵。所以栈在程序中是应用最广泛的,就算是函数的调用也利用栈去完成 
,函数调用过程 
中的参数,返回地址,EBP和局部变量都采用栈的方式存放。所以,我们推荐大家尽量用栈 
,而不是用堆。 
虽然栈有如此众多的好处,但是由于和堆相比不是那么灵活,有时候分配大量的内存空 
间,还是用堆好一些。 

无论是堆还是栈,都要防止越界现象的发生(除非你是故意使其越界),因为越界的结果要 
么是程序崩溃,要么是摧毁程序的堆、栈结构,产生以想不到的结果,就算是在你的程序运 
行过程中,没有发生上面的问题,你还是要小心,说不定什么时候就崩掉,那时候debug可 
是相当困难的
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