還有多少人搞不懂堆內(nèi)存和棧內(nèi)存的區(qū)別？
大家好，我是魚皮。
今天分享一個(gè)面試中經(jīng)常被問到的知識點(diǎn)：堆內(nèi)存和棧內(nèi)存有什么區(qū)別？平時(shí)開發(fā)應(yīng)該使用堆內(nèi)存還是棧內(nèi)存？
要回答這個(gè)問題，我們首先需要知道什么是堆內(nèi)存，什么是棧內(nèi)存，它們的分配和回收有什么特點(diǎn)？?
先介紹下棧內(nèi)存：
棧內(nèi)存是為線程留出的臨時(shí)空間，每個(gè)線程都有一個(gè)固定大小的?？臻g，而且?？臻g存儲的數(shù)據(jù)只能由當(dāng)前線程訪問，所以它是線程安全的。
棧空間的分配和回收是由系統(tǒng)來做的，我們不需要手動控制。
當(dāng)一個(gè)函數(shù)調(diào)用時(shí)，系統(tǒng)就會為該函數(shù)的調(diào)用分配棧空間，當(dāng)函數(shù)返回后，系統(tǒng)就會自動回收這塊空間，同理，下次其它函數(shù)調(diào)用和返回，系統(tǒng)還是會自動分配和回收空間。
那它是怎么分配和回收的呢？
可以看這兩個(gè)動畫
棧空間的大小是固定的，它有一個(gè)水位線，標(biāo)識?？臻g的分配狀態(tài)，水位線里面的表示已經(jīng)分配，然后這個(gè)水位線會根據(jù)函數(shù)調(diào)用和返回的情況自動調(diào)整。
這里可以看到，?？臻g的分配和回收非常簡單，只需要調(diào)整水位線位置就可以了，沒有任何多余操作。
那堆內(nèi)存呢？
我們平時(shí)在C語言和C++中使用malloc和new分配的內(nèi)存就是堆內(nèi)存，堆內(nèi)存的一大特點(diǎn)就是大小不固定，可以動態(tài)擴(kuò)容，空間由程序員動態(tài)分配，更加靈活。
然而，既然有優(yōu)點(diǎn)也必然伴隨著缺點(diǎn)。
第一個(gè)缺點(diǎn)就是它容易產(chǎn)生內(nèi)存泄露，malloc出來的沒有free，new出來的如果沒有delete，都會產(chǎn)生內(nèi)存泄露，真正項(xiàng)目內(nèi)存泄露產(chǎn)生的情況肯定比這個(gè)復(fù)雜的多。
第二個(gè)缺點(diǎn)，容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片，在分配和回收時(shí)需要對很多內(nèi)存碎片進(jìn)行整理，效率較低，具體可以看這個(gè)動畫。
所以才會有很多自定義的內(nèi)存分配器，但它肯定還是沒有?？臻g分配回收速度快。
第三個(gè)缺點(diǎn)，線程不安全，它不像棧內(nèi)存是線程獨(dú)立的，堆內(nèi)存可以被一個(gè)進(jìn)程內(nèi)所有的線程訪問，多線程操作就容易產(chǎn)生問題，很多奇奇怪怪的操作就是這么引起的。
那什么變量存儲在棧上，什么存儲在堆上呢？普通的A a，這種就是都存儲在棧上，當(dāng)使用new和malloc分配的空間會存儲在堆上，看這個(gè)圖：
new出來的實(shí)際空間是在堆上分配，然后在棧上開辟一個(gè)指針大小的空間，這個(gè)空間有一個(gè)指針，指向堆上的那塊內(nèi)存，這樣給變量和堆內(nèi)存之間就關(guān)聯(lián)起來了。
那什么情況下使用棧內(nèi)存，什么情況下使用堆內(nèi)存呢？
我整理出來了一個(gè)表，貼在這里：
| 棧 | 堆 | |
| 速度 | 快 | 慢 |
| 空間管理 | 高效，不會產(chǎn)生碎片 | 會產(chǎn)生內(nèi)存碎片 |
| 訪問權(quán)限 | 只能局部變量 | 可以訪問全局變量 |
| 空間大小限制 | 操作系統(tǒng)限制 | 沒有特定的限制 |
| 內(nèi)存分配 | 連續(xù) | 隨機(jī)分配 |
| 分配和釋放 | 編譯器指令自動管理 | 程序員手動管理 |
| 開銷 | 低 | 高 |
| 主要問題 | 空間小 | 內(nèi)存碎片 |
| 靈活性 | 固定大小 | 可以resize |
這里可以根據(jù)實(shí)際需求來決定使用哪類內(nèi)存。
當(dāng)然，其實(shí)也不用關(guān)注那么多，我一般就是大內(nèi)存使用堆，局部變量小內(nèi)存使用棧。
這里還涉及到很多其它知識點(diǎn)，比如進(jìn)程的內(nèi)存空間布局是怎么樣的，?？臻g會不會污染、堆內(nèi)存具體是怎么分配和回收的。
最后是提問環(huán)節(jié)，大家可以在評論區(qū)討論一下哈。
當(dāng)定義一個(gè)vector
a(100);?a在哪塊內(nèi)存？那100a的空間又在哪里？ 當(dāng)定義一個(gè)array
參考鏈接
https://stackoverflow.com/questions/79923/what-and-where-are-the-stack-and-heap
https://www.guru99.com/stack-vs-heap.html
https://www.geeksforgeeks.org/stack-vs-heap-memory-allocation/
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