堆和棧是兩種內存分配的統稱。
一.棧
- 棧會存放函數的局部變量，函數的返回地址等。棧有"LIFO"(後進先出)的特點。
- 棧由操作系統分配，自動回收.
- 棧的大小受到限制。在x86體系下，棧一般通過esp 指向棧幀頂部，ebp指向底部
- 不斷的嵌套或者爲局部變量分配空間，可能導致棧溢出。這時候會觸發一個異常
- 在執行完一個函數的時候，其中的變量都會從堆棧中彈出。
- 無需親自管理內存，變量會自動分配和釋放。
- 棧一般是高地址向低地址擴展，函數返回的時候，會通過返回原來的位置來釋放空間。
- 棧對應的是CPU的一級緩存，一級緩存在CPU內部，訪問快，比較小
二.堆
- 堆是計算機中不會自動管理的區域，不受CPU嚴格管理，它是內存中更加自由浮動的區域。
- 我們可以通過封裝好的函數(malloc/calloc/new…)來進行內存分配
- 內核維護了一個
brk指針,指向堆的頂部，將堆視爲大小不同的塊的集合來進行維護，每一個塊就是一個連續的虛擬內存，要麼是已經分配的，要麼是空閒的，已經分配的塊顯式的保留爲供應用程序使用，空閒塊可以分配內存。 - 堆是從低地址向高地址擴展，是不連續的內存區域。系統通過鏈表來存儲空閒內存地址。
- 一般在堆的頭部用一個字節存放堆的大小。
- 堆一般是CPU二級緩存，CPU和內存之間的地址，訪問比一級緩存慢，但是比讀內存快，容量比較大
- 在多線程的情況下，線程有自己的棧，彼此共享創建他們的進程的堆。
- 堆分配的內存必須進行手動釋放
三.區別
管理方式：
- 對於棧來講，是由編譯器自動管理。
- 對於堆來說，分配釋放工作由程序員控制，容易造成內存泄露。
空間大小：
- 一般來講在32位系統下，堆內存可以達到4G的空間，從這個角度來看堆內存幾乎是沒有什麼限制的。但是對於棧來講，一般都是有一定的空間大小的。
碎片問題：
- 對於堆來講，頻繁的new/delete勢必會造成內存空間的不連續，從而造成大量的碎片，使程序效率降低。對於棧來講，則不會存在這個問題，操作系統會自動回收.
生長方向：
- 對於堆來講，向着內存地址增加的方向增長(低地址向高地址)；
- 對於棧來講，向着內存地址減小的方向增長(高地址向低地址)。
分配方式：
- 堆都是動態分配（運行期）的，沒有靜態分配（編譯期）的堆。
- 棧有2種分配方式：靜態分配和動態分配（alloca()函數可以動態分配棧的內存空間，釋放的時候由編譯器自己釋放）。
分配效率：
- 計算機在底層對棧提供支持，分配專門的寄存器存放棧的地址，壓棧出棧都有專門的指令執行，這就決定了棧的效率比較高。
- 堆則是C/C++函數庫提供的，效率比棧要低得多。