栈和堆的区别

程序内存分区中的栈和堆

1、栈简介

1） 栈由操作系统分配，用于存放函数的参数值，局部变量等等。

2）内存地址生长方向自上向下 比如

int main() {
	int a;				//栈
	int b; 	            //栈
	int c;			    //栈
}

这里b的地址小于变量a的地址，即后定义的变量地址低于先定义的变量。
3）栈中存储数据的生命周期随着函数的执行完成而结束。

2、堆简介

1）堆由开发人员分配和释放。
2）分配方式类似链表。
3）堆的内存地址由低到高。
4）若先前内存被释放，后面的内存则会利用先前的内存，所以后申请的内存空间并不一定在先申请内存空间的后面。
5）如果堆中的数据没有释放，其生命周期等同于程序的生命周期。

3、堆和栈的区别

1）管理方式不同。
栈由操作系统自动分配，堆需要我们主动释放，要不然容易产生内存泄露问题。
2）空间大小不同。
栈的大小远远小于堆大小。
3）生长方向不同。
栈生长方向向下，内存地址由高到低。
堆生长方向向上，内存地址由低到高。
4）分配方式不同。
堆：动态分配。
栈：既有静态分配（由操作系统分配）也有动态分配（alloca()函数分配，栈的动态分配的内存由操作系统自动释放)
5）分配效率不同
硬件层级会对栈提供支持：分配专门的寄存器来存放栈的地址，压栈出栈都有专门的指令执行，决定了栈的效率比堆高。
堆是由库函数或者运算符来向内存申请的内存空间。效率比栈低。
6）存放内容不同。
堆：一般堆顶使用一个空字节来存放堆的大小，而堆中的内容由程序员自己决定。
栈：函数返回地址，相关参数，局部变量，寄存器内容等。

栈中调用函数的过程

1)参数传递
调用者将函数参数压入栈中或者通过寄存器传递。
2保存上下文
保存当前函数的执行状态，例如保存寄存器中的值。以便在函数返回后能够恢复到调用前的状态。
3）跳转至被调用函数
将控制权转移至被调用函数的起始位置，被调用函数执行前，需要为其分配内存空间来存储局部变量和临时数据。
4）局部变量和临时数据
局部变量和临时数据存储在栈上。（静态变量不是栈而是存放在数据段或者是BSS段）。
6）返回地址
将返回值存放在指定的寄存器或内存位置。函数执行完毕后，会通过返回地址找到调用该函数的指令，从而返回到调用者的位置。
7）恢复上下文
调用者会从栈中恢复之前保存的上下文信息，调用者就能够继续执行，同时也可以获得被调用函数的返回值。

出栈过程：执行恢复上下文，将栈顶指针指向原来位置。