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© 吴在兴 中级黑马   /  2013-1-29 23:35  /  1724 人查看  /  5 人回复  /   0 人收藏 转载请遵从CC协议 禁止商业使用本文

heap和stack有什么区别。

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简单的可以理解为:
heap:是由malloc之类函数分配的空间所在地。地址是由低向高增长的。
stack:是自动分配变量,以及函数调用的时候所使用的一些空间。地址是由高向低减少的。


预备知识—程序的内存分配

一个由Java编译的程序占用的内存分为以下几个部分
1、栈区(stack)— 由编译器自动分配释放 ,存放函数的参数值,局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。
2、堆区(heap) — 一般由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收 。注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表,呵呵。
3、全局区(静态区)(static)—,全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域, 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。 - 程序结束后有系统释放
4、文字常量区 —常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放
5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。

二、例子程序
这是一个前辈写的,非常详细
//main.cpp
int a = 0; 全局初始化区
char *p1; 全局未初始化区
main()
{
int b; 栈
char s[] = "abc"; 栈
char *p2; 栈
char *p3 = "123456"; 123456在常量区,p3在栈上。
static int c =0; 全局(静态)初始化区
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
strcpy(p1, "123456"); 123456放在常量区,编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。
}


二、堆和栈的理论知识
2.1申请方式
stack:
由系统自动分配。 例如,声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为b开辟空间
heap:
需要程序员自己申请,并指明大小,在c中malloc函数
如p1 = (char *)malloc(10);
在C++中用new运算符
如p2 = (char *)malloc(10);
但是注意p1、p2本身是在栈中的。
2.2
申请后系统的响应
栈:只要栈的剩余空间大于所申请空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。
堆:首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,
会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序,另外,对于大多数系统,会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小,这样,代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外,由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。
2.3申请大小的限制
栈:在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,在 WINDOWS下,栈的大小是2M(也有的说是1M,总之是一个编译时就确定的常数),如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提示overflow。因此,能从栈获得的空间较小。
堆:堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的,自然是不连续的,而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见,堆获得的空间比较灵活,也比较大。
2.4申请效率的比较:
栈由系统自动分配,速度较快。但程序员是无法控制的。
堆是由new分配的内存,一般速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.
另外,在WINDOWS下,最好的方式是用VirtualAlloc分配内存,他不是在堆,也不是在栈是直接在进程的地址空间中保留一快内存,虽然用起来最不方便。但是速度, 也最灵活
2.5堆和栈中的存储内容
栈: 在函数调用时,第一个进栈的是主函数中后的下一条指令(函数调用语句的下一条可执行语句)的地址,然后是函数的各个参数,在大多数的C编译器中,参数是由右往左入栈的,然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。
当本次函数调用结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针指向最开始存的地址,也就是主函数中的下一条指令,程序由该点继续运行。
堆:一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。
2.6存取效率的比较

char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";
aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的;
而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的;
但是,在以后的存取中,在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。
比如:
#include
void main()
{
char a = 1;
char c[] = "1234567890";
char *p ="1234567890";
a = c[1];
a = p[1];
return;
}
对应的汇编代码
10: a = c[1];
00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]
0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl
11: a = p[1];
0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]
00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]
00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al
第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中,而第二种则要先把指edx中,在根据edx读取字符,显然慢了。
?

2.7小结:
堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出:
使用栈就象我们去饭馆里吃饭,只管点菜(发出申请)、付钱、和吃(使用),吃饱了就走,不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作,他的好处是快捷,但是自由度小。
使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴,比较麻烦,但是比较符合自己的口味,而且自由度大。

堆和栈的区别主要分:
操作系统方面的堆和栈,如上面说的那些,不多说了。
还有就是数据结构方面的堆和栈,这些都是不同的概念。这里的堆实际上指的就是(满足堆性质的)优先队列的一种数据结构,第1个元素有最高的优先权;栈实际上就是满足先进后出的性质的数学或数据结构。
虽然堆栈,堆栈的说法是连起来叫,但是他们还是有很大区别的,连着叫只是由于历史的原因针值读.



以上解释是从百度知道问答上转过来的,这两个概念模糊了很久,现在明白了为什么当时计算机专业开“数据结构”了,呵呵,有时间还要补补!

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关键字: java 堆 栈
1) Heap是 Stack的一个子集。
2) Stack存取速度仅次于寄存器,Stack里面的数据可共享,但是其中数据的大小和生存期必须在运行前确定。
3) Heap是运行时可动态分配的数据区,从速度看比Stack慢,Heap里面的数据不共享,大小和生存期都可以在运行时再确定。
4) new关键字 是运行时在Heap里面创建对象。每new一次都一定会创建新对象,因为堆数据不共享。
Eg: String str1= new String("abc");   (1)
         String str2= "abc";               (2)
str1是在Heap里面创建的对象。
str2是指向Stack里面值为“abc”的引用变量,语句(2)的执行,首先会创建引用变量str2, 再查找Stack里面有没有“abc”,有则将 str2指向 “abc”,没有则在Stack里面创建一个“abc”,再将str2指向“abc”。
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1.heap是堆,stack是栈。

2.stack的空间由操作系统自动分配和释放,heap的空间是手动申请和释放的,heap常用new关键字来分配。

3.stack空间有限,heap的空间是很大的自由区。

在Java中,若只是声明一个对象,则先在栈内存中为其分配地址空间,若再new一下,实例化它,则在堆内存中为其分配地址。

数据类型 变量名;这样定义的东西在栈区。

如:Object a =null; 只在栈内存中分配空间
new 数据类型();或者malloc(长度);    这样定义的东西就在堆区

如:Object b =new Object(); 则在堆内存中分配空间

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Heap(堆):在JVM中的作用为内存数据区,在数据存储时,存放的是实例化的对象
Stack(栈):在JVM中的作用是内存指令区,在数据存储时,存放的是基本数据类型, 指令代码,对象的引用地址,形参
对象实例在heap中分配好以后,需要在stack中保存一个内存地址(来指向堆内存的对象,也就是引用),用来定位该对象实例在heap中的位置,便于找到该对象实例
以下是收录在我博客中的一段话:
"Java 的堆是一个运行时数据区,类的(对象从中分配空间。这些对象通过new、newarray、anewarray和multianewarray等指令建立,它们不需要程序代码来显式的释放。堆是由垃圾回收来负责的,堆的优势是可以动态地分配内存大小,生存期也不必事先告诉编译器,因为它是在运行时动态分配内存的,Java的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据。但缺点是,由于要在运行时动态分配内存,存取速度较慢。"
        “栈的优势是,存取速度比堆要快,仅次于寄存器,栈数据可以共享。但缺点是,存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的,缺乏灵活性。栈中主要存放一些基本类型的变量(,int, short, long, byte, float, double, boolean, char)和引用。 ”

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1.heap是堆,stack是栈
举个实际的例子来区分  他俩吧
/*
使用LinkedList模拟一个堆栈或者队列数据结构。

堆栈:先进后出  如同一个杯子。
队列:先进先出 First in First out  FIFO 如同一个水管。



*/

  1. import java.util.*;
  2. class DuiLie
  3. {
  4.     private LinkedList link;

  5.     DuiLie()
  6.     {
  7.         link = new LinkedList();
  8.     }
  9.    
  10.     public void myAdd(Object obj)
  11.     {
  12.         link.addFirst(obj);
  13.     }
  14.     public Object myGet()
  15.     {
  16.         return link.removeLast();
  17.     }
  18.     public boolean isNull()
  19.     {
  20.         return link.isEmpty();
  21.     }

  22. }



  23. class  LinkedListTest
  24. {
  25.     public static void main(String[] args)
  26.     {
  27.         DuiLie dl = new DuiLie();
  28.         dl.myAdd("java01");
  29.         dl.myAdd("java02");
  30.         dl.myAdd("java03");
  31.         dl.myAdd("java04");

  32.         while(!dl.isNull())
  33.         {
  34.             System.out.println(dl.myGet());
  35.         }
  36.     }
  37. }
复制代码
这2个类就是模拟了 队列   队列就是先进先出的效果   看过老毕的视频应该知道这是封装了 linkedList的方法 这样具有公用性

想要出堆栈  先进后出的效果  你就把 上面  public Object myGet()
    {
        return link.removeLast();
    }
里面的  removeLast() 方法 改成removeFirst()

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