스택 메모리가 힙 메모리보다 빠른 이유는 무엇입니까? 당신이 알아야 할 사항은 다음과 같습니다!

스택 메모리는 일반적으로 힙 메모리보다 훨씬 빠르며 이러한 속도 차이에는 몇 가지 이유가 있습니다. 분석해 보겠습니다.

메모리 액세스 패턴:

스택

• 스택은 LIFO(후입선출) 방식으로 작동합니다. 이는 스택에서 데이터를 추가(푸시)하거나 제거(팝핑)하는 작업이 간단하다는 것을 의미합니다. CPU는 메모리를 할당하거나 할당 해제하기 위해 단일 포인터(스택 포인터)만 위나 아래로 이동하면 됩니다.

스택 포인터는 스택에 추가된 마지막 데이터 요소의 메모리 주소 또는 경우에 따라 스택에서 사용 가능한 첫 번째 주소를 저장하는 작은 레지스터입니다.
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• 스택의 데이터는 메모리에 연속적으로 저장되므로 캐시 지역성이 좋아 스택의 변수에 액세스하는 것이 매우 효율적입니다(서로 가까운 메모리 영역은 함께 캐시될 가능성이 높음).

캐시 지역성

힙

• 힙에는 스택처럼 단순하고 구조화된 액세스 패턴이 없습니다. 여기에는 더 복잡한 동적 메모리 할당이 포함됩니다. 시스템은 적절한 크기의 사용 가능한 메모리 블록을 검색해야 하므로 더 많은 오버헤드가 발생합니다.

• 힙에 있는 개체가 메모리 전체에 분산되어 캐시가 누락되고 액세스 시간이 느려집니다.

메모리 할당/할당 해제:

스택

• 스택의 메모리 할당 및 할당 해제는 예측 가능한 순서를 따르기 때문에 매우 빠릅니다. 메소드가 호출되면 스택 프레임이 생성되고, 메소드가 종료되면 스택 프레임은 그대로 폐기됩니다.

• 스택이 예측 가능한 방식으로 늘어나고 줄어들기 때문에 복잡한 메모리 관리나 장부가 필요하지 않습니다.

힙

• 힙에 메모리를 할당하려면 운영 체제(또는 메모리 할당자)가 충분히 큰 여유 메모리 블록을 찾아야 하며, 여기에는 시간이 걸릴 수 있습니다.
• 객체가 더 이상 필요하지 않은 경우 힙은 해당 메모리를 자동으로 회수하지 않습니다. GC(가비지 수집기)는 사용되지 않는 개체를 찾아서 정리하기 위해 실행해야 하며 이로 인해 오버헤드가 추가됩니다.
• 시간이 지남에 따라 힙에서 조각화가 발생할 수 있으며, 이로 인해 인접한 메모리 블록을 찾기가 더 어려워지고 할당 속도가 더욱 느려집니다.

쓰레기 수거

스택

• 스택에는 가비지 수집이 필요하지 않습니다. 메서드가 완료되면 해당 지역 변수는 모두 자동으로 스택에서 제거됩니다. 이는 JVM이 메모리를 정리하는 데 시간을 소비할 필요가 없음을 의미합니다.

힙

• 힙에는 가비지 수집이 필요하며 이는 추가 프로세스이며 때로는 비용이 많이 드는 프로세스입니다. GC는 더 이상 사용되지 않는 개체를 주기적으로 찾아 제거해야 하며, 이 프로세스는 시간이 걸리고 성능 문제를 일으킬 수 있습니다(최신 GC가 최적화되어 있음에도 불구하고).

스레드 지역성

스택

• 각 스레드에는 자체 스택이 있으므로 스택은 본질적으로 스레드 로컬입니다. 즉, 스택의 변수에 액세스할 때 스레드 간 동기화가 필요하지 않습니다.

힙

• 힙은 Java 애플리케이션의 모든 스레드에서 공유됩니다. 즉, 힙의 객체는 여러 스레드에서 액세스할 수 있습니다. 경쟁 조건과 같은 문제를 방지하려면 동기화 메커니즘(잠금 또는 기타 형태의 스레드 조정)이 필요할 수 있으며 이로 인해 성능이 저하될 수 있습니다.

크기 및 유연성:

스택

• 스택은 스레드당 고정된 크기를 가지며, 일반적으로 힙보다 훨씬 작습니다. 고정되어 있으므로 스택 작업이 더 예측 가능하고 빠릅니다.
• 그러나 이는 스택의 유연성이 떨어진다는 의미이기도 합니다. 너무 많은 데이터를 할당하면(예: 심층 재귀 또는 대규모 로컬 배열) StackOverflowError가 발생할 수 있습니다.

힙

• 힙은 메모리를 동적으로 할당할 수 있기 때문에 더 크고 유연합니다. 그러나 이러한 유연성은 동적 메모리 관리의 오버헤드로 인해 성능이 저하되는 대가로 발생합니다.

기본적으로 스택은 예측 가능하고 구조화된 방식으로 작동하고 메모리 할당 및 할당 해제에 대한 오버헤드가 낮으며 효율적인 메모리 액세스 패턴의 이점을 갖기 때문에 더 빠릅니다. 반면에 힙은 동적 메모리에 더 많은 유연성을 제공하지만 복잡한 메모리 관리, 잠재적인 조각화 및 가비지 수집 필요성으로 인해 성능이 저하됩니다.

위 내용은 스택 메모리가 힙 메모리보다 빠른 이유는 무엇입니까? 당신이 알아야 할 사항은 다음과 같습니다!의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!