讲讲堆内存和栈内存

前段时间面试腾讯时候，面试官问了一个很基础的问题：请你说说堆内存和栈内存的区别？

我：基本就是那套模板，例如栈内存是由编译器自动分配和释放，其内存地址在编译期已确定的；主要用来存储局部变量，函数参数以及函数调用的地址等等；对于堆内存来说，其生命周期是由程序员决定的，即程序员手动申请释放，如果没有及时释放，就会造成内存泄漏，当程序结束时，会有操作系统回收未释放的内存。

说完之后，面试官没有立即反应，我以为他不太满意，又接着说了说堆栈的增长方向和内存大小等等…

不知道是我回答的不好还是面试官太高冷，没什么说辞…

本文内容有参考百科，知乎，博客等优秀回答。

1. 从编程语言角度理解不同内存

程序的内存分配：

一个由C/C++编译的程序占用的内存分布：

  • 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

  • 堆区（heap）：一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由操作系统回收

  • 全局区（global）/ 静态区（static）：

    • data区：已经初始化的全局变量、静态变量和常量
    • bss区：用来存放程序中未初始化的全局变量和静态变量；程序执行前BSS段会自动清0。
    • 常量区：全局区中划分的一个小区域，里面存放的是常量，如const修饰的全局变量、字符串常量

  • 代码区（code）：存放函数体的二进制代码

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/*
	@Time     : 2020/6/15 
 	@Author   : BambooWine
 	@Mail     : 2278816117@qq.com
 	@Env	  : win10 + vs2017
*/

#include <cstdio>

int g_a = 10;		// 全局变量 data区
int g_b;	        // 全局变量 bss区
static int s_a = 10;	// 静态变量 data区

int main(){
    int a = 0;           // 栈
    char s[] = "abc";	 // 栈
    char* p1;            // 栈
    static int s_b = 1;	 // 静态变量 data区
    const char* str = "123";	            // "123"在常量区，str在栈区
    p1 = (char*)malloc(sizeof(char) * 10);  // 申请堆内存
    strcpy(p1, "123");   // 123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
    free(p1); 
    return 0;
}

2. 从物理层角度理解堆栈内存

不知道大家有没有这样的想法，堆栈不就是内存的不同区，为什么访问速度会有差矣呢？

最近想到了这个问题，但奈何才疏学浅，只能在各种论坛搜索资料。

  • 从硬件上来说，堆和栈最终都是内存条上的若干存储单元，理应并没有什么不同
  • 但是很多CPU对压栈，出栈操作有硬件（指令）上的支持，所以在栈区分配/归还内存速度较快；尤其是函数内部的局部变量，可以轻易与函数调用/返回绑定
  • 由于栈内存分配/回收的特殊机制，使得同一函数内部的”局部变量”总是分配在一段连续的内存空间上

https://blog.csdn.net/yxwb1253587469/article/details/50759604?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-baidujs-3

https://www.cnblogs.com/jiudianren/p/5671992.html