【翻译】stack和heap的区别

Stack and a Heap ?

译者注：国内很多人对这两个词语的翻译总是让人糊涂的，这里译者统一做如下翻译，stack统一翻译为栈，而heap统一翻译为堆。

栈用于存储静态内存，堆用于动态内存分配，两者均存储在计算机的RAM中。

分配在栈上的变量直接存储到内存中，对该内存的访问也非常快，并且在程序编译时会处理它的分配。当一个函数或方法调用另一个函数，然后又调用另一个函数等时，所有这些函数的执行将保持挂起状态，直到最后一个函数返回其值为止。栈始终按LIFO顺序保留，最近保留的块始终是要释放的下一个块。这使得跟踪栈真的非常简单，从栈中释放一个块只不过是调整一个指针而已（移动栈顶指针）。

在堆上分配的变量在运行时分配了内存，访问该内存的速度稍慢，但是堆大小仅受虚拟内存大小的限制。堆的元素彼此之间没有依赖关系，并且始终可以随时随地进行随机访问。您可以随时分配一个块，并随时释放它。这使跟踪在任何给定时间分配或释放堆的哪些部分变得更加复杂。

如果您确切知道在编译之前需要分配多少数据并且它不会太大，则可以使用栈。如果您不知道运行时将需要多少数据，或者您知道需要分配大量数据，则可以使用堆。

在多线程情况下，每个线程将拥有其自己的完全独立的栈，但它们将共享堆。栈是特定于线程的（译者注：这里译者理解为线程私有），而堆是特定于应用程序的（译者注：这里译者理解为进程私有）。在异常处理和线程执行中，必须考虑栈。

原文链接：http://net-informations.com/faq/net/stack-heap.htm

扩展内存分配的类型

静态内存分配

静态分配是指在程序启动时分配变量的内存。创建程序时大小是固定的。它适用于全局变量，文件范围变量以及在内部函数中定义为静态的合格变量。

分配位置：数据段（data segment），BSS段

生命周期：整个程序的声明周期

NOTE

说静态内存是在编译时分配的，这有点令人困惑，尤其是如果我们开始考虑编译机和主机可能不相同，甚至可能不在同一体系结构上时。

最好认为静态内存的分配是由编译器处理的，而不是在编译时进行分配。

例如，编译器可能会在已编译的二进制文件中创建一个较大的数据段（data segment），并且当程序加载到内存中时，程序数据段内的地址将用作分配内存的位置。这具有明显的缺点，如果使用大量静态内存，则使已编译的二进制文件非常大。可以编写由不到六行代码生成的数千兆字节的二进制文件。编译器的另一种选择是在执行程序之前注入分配内存的初始化代码。该代码将根据目标平台和操作系统而有所不同。实际上，现代编译器使用启发式方法来决定使用这些选项中的哪个。您可以编写一个小的C程序来自己尝试一下，该程序为10k，1m，10m，100m，1G或10G项分配一个大型静态数组。对于许多编译器，二进制大小将随着数组的大小线性增长，并且超过一定点后，由于编译器使用另一种分配策略，二进制大小将再次缩小。

自动内存分配

自动内存分配发生在函数内部定义的（非静态）变量上，并且通常存储在栈中（尽管C标准并不要求使用栈）。使用这些变量时，您不必保留额外的内存，但是，另一方面，对这些内存的生存期的控制也很有限。例如：函数中的自动变量仅在函数完成之前存在。

分配位置：栈

生命周期：scope

动态内存分配

动态内存分配有些不同。现在，您可以控制这些内存位置的确切大小和生存期。如果不释放它，则会遇到内存泄漏，这可能会导致您的应用程序崩溃，因为在某些时候，系统无法分配更多的内存。

int* func() {
    int* mem = malloc(1024);
    return mem;
}

int* mem = func(); /* still accessible */

在上例中，即使函数终止，分配的内存仍然有效且可访问。内存用完后，您必须释放它：

1	free(mem);

分配位置：堆，栈

生命周期：主动释放

参考：https://stackoverflow.com/questions/8385322/difference-between-static-memory-allocation-and-dynamic-memory-allocation