一、操作系統中堆和棧的區別

堆內存申請，釋放，操作，特點：
1. 堆內存申請環境:堆內存需要程序員在程序中申請，動態分配，申請的大小有程序決定。
2. 堆內存申請方法：C語言中的malloc（）函數， c++ 中的new（）函數。堆內存進行申請時候可能會申請失敗，申請成功與失敗與計算機性能，當前運行環境等有關。
3. 堆內存釋放：申請過後的堆內存不能由系統自動進行釋放，C語言中採用 free() 函數，c++中採用 delete() 函數進行釋放內存。
4. 堆內存操作：申請過後的內存，會返回指向堆內存的指針，後續對於內存的讀寫等操作需要通過此指針進行。
5. 堆內存特點：地址由低向高生長。堆內存非線性，呈現無序狀態。因此用到了鏈表。

棧內存的申請，釋放，操作，特點：
1. 棧內存的申請是在程序中定義好的，比如數組，包括棧的大小，包含的變量（存儲局部變量，數組，棧幀，函數返回地址等）
2. 棧內存的釋放是有程序自身決定的不用掉用函數，當程序退出時，棧內存會自動銷燬，維持棧平衡，否則就會發生內存訪問錯誤。
3. 棧內存的操作 push pop 只有這兩種操作。
4. 棧內存的特點：由高地址向低地址生長，呈現線性規劃。參考OD中棧緩衝區向上增長，即向低地址增長。

二、堆-heap

1、動態內存分配的方法

動態內存分配（Dynamic memory allocation）又稱爲堆內存分配，是指計算機程序在運行期中分配使用內存。它可以當成是一種分配有限內存資源所有權的方法。動態分配的內存在被程序員明確釋放或被垃圾回收之前一直有效。與靜態內存分配的區別在於沒有一個固定的生存期。這樣被分配的對象稱之爲有一個“動態生存期”。

2、堆內存中數據結構——堆塊、堆表

① 堆塊
出於對性能的考慮，堆區的內存按照不同大小的內存塊被組織起來，以字節爲單位。
堆塊的結構：堆塊分爲塊首和塊身。
塊首的結構：塊首包含當前堆塊的主要信息例如：堆塊的大小，空閒態還是佔用態等狀態表信息。
對塊首的識別：當連續進行內存申請時，如果返回的指針地址是有差距的，兩個連續的指針之間的差距就是第二個塊身的塊首。
塊身的結構：塊身就是本堆塊存放數據的位置，即最終分配給用戶的數據區。
塊身位置：塊身位於塊首的後面緊挨着。
對塊身的操作: 申請堆區成功後返回的指針直接指向的塊身的首地址，對塊身的操作也就是對堆區的操作

② 堆表

堆表的意義：堆表用來索引堆塊。堆表中包含所有堆塊的大小，位置，狀態等信息。堆表的數據結構決定了堆區的組織方式，是快速檢索空閒塊，保證堆分配效率的關鍵。堆表進行設計的時候會考慮二叉樹平衡策略，快速查找策略等。現代的操作系統中堆表的數據結構還不止一種。像一個字典一樣用來查找堆塊，並且在 windows 中索引的是所有空閒態的堆塊。

這裏需要嚴格區分一點：佔用態的堆塊使用自己的程序索引，堆表只索引所有空閒態的堆塊。重要的堆表包含兩類：空閒雙向鏈表（簡稱空表），快速單向鏈表（塊表）。下面逐一對其要點進行分析。

空表（空閒雙向鏈表）

1. 堆區空閒堆塊的塊首都包含一對指針，這對指針用於將空閒的堆塊組織成雙向鏈表，按照大小的不同，總共分爲128條。
2. 堆區一開始的堆表區中，有一個128項的指針數組，叫空表數組索引，該數組的每一項都包含兩個指針，用來標示一條空表。
3. 空表的結構如下：