Apakah perbezaan antara peruntukan memori timbunan dan timbunan?

Apakah perbezaan antara peruntukan memori timbunan dan timbunan?

Stack dan Heap adalah dua kawasan memori yang berbeza yang digunakan oleh program untuk menyimpan pembolehubah dan objek. Berikut adalah perbezaan utama di antara mereka:

1. Struktur :

   • Stack : Tumpukan mengikuti struktur terakhir (LIFO). Ia adalah kawasan memori yang menyimpan pembolehubah sementara yang dicipta oleh setiap fungsi (termasuk fungsi utama), dengan pembolehubah ditolak ke timbunan apabila fungsi dipanggil dan muncul apabila fungsi kembali.
   • Heap : Tumpukan adalah kawasan memori yang digunakan untuk peruntukan memori dinamik, di mana blok memori diminta oleh program yang diperlukan dan boleh diperuntukkan dan ditangani dalam apa -apa perintah.

2. Saiz :

   • Stack : Stack mempunyai saiz terhad, yang ditentukan oleh sistem pengendalian apabila program bermula. Melebihi had ini boleh menyebabkan limpahan timbunan.
   • Tumpukan : Tumpukan biasanya lebih besar daripada timbunan dan boleh tumbuh secara dinamik selagi ada memori percuma dalam sistem.

3. Kelajuan :

   • Stack : Mengakses Memori Stack cepat kerana struktur LIFO dan kerana memori diuruskan oleh CPU secara langsung.
   • Heap : Mengakses memori timbunan lebih perlahan kerana program mesti meminta sistem operasi untuk memperuntukkan memori, yang melibatkan lebih banyak overhead.

4. Peruntukan dan Deallocation :

   • Stack : Peruntukan memori dan deallocation pada timbunan dikendalikan secara automatik oleh pengkompil, yang menjadikannya sangat efisien.
   • Tumpukan : Peruntukan memori dan penangguhan pada timbunan diuruskan oleh pengaturcara, yang boleh menyebabkan pemecahan dan kebocoran ingatan jika tidak dikendalikan dengan betul.

Bagaimanakah peruntukan dan deallocation memori berbeza antara timbunan dan timbunan?

Peruntukan dan deallocation ingatan antara timbunan dan timbunan berbeza dengan ketara:

1. Peruntukan :

   • Stack : Apabila fungsi dipanggil, blok memori diperuntukkan pada timbunan untuk pembolehubah tempatan dan parameter fungsi. Peruntukan ini berlaku secara automatik sebagai sebahagian daripada panggilan fungsi.
   • Heap : Peruntukan memori pada timbunan dilakukan secara eksplisit oleh pengaturcara menggunakan fungsi seperti malloc di C atau pengendali new dalam c. Program ini meminta jumlah memori tertentu dari sistem, yang kemudiannya diperuntukkan dari memori timbunan yang tersedia.

2. Deallocation :

   • Stack : Apabila fungsi kembali, memori yang diperuntukkan untuk pembolehubah tempatannya secara automatik ditangani dengan munculnya timbunan. Proses ini diuruskan oleh sistem dan tidak memerlukan tindakan dari pengaturcara.
   • Heap : Deallocation ingatan timbunan mesti dikendalikan secara eksplisit oleh pengaturcara menggunakan fungsi seperti free dalam c atau pengendali delete dalam c. Sekiranya pengaturcara gagal menangani memori, ia boleh menyebabkan kebocoran ingatan.

3. Pengurusan :

   • Stack : Stack diuruskan secara langsung oleh CPU melalui penunjuk Stack, yang dikemas kini secara automatik semasa panggilan fungsi dan pulangan.
   • Heap : Tumpukan ini diuruskan oleh sistem operasi atau persekitaran runtime (dalam bahasa dengan koleksi sampah), dan pengaturcara mesti menjejaki peruntukan memori dan deallocation.

Apakah implikasi prestasi menggunakan stack versus memori timbunan?

Implikasi prestasi menggunakan stack versus memori timbunan adalah seperti berikut:

1. Kelajuan :

   • Stack : Operasi pada timbunan lebih cepat kerana memori diuruskan secara langsung oleh CPU. Peruntukan dan deallocation cepat, kerana mereka hanya melibatkan penyesuaian penunjuk stack.
   • Tumpukan : Operasi pada timbunan lebih perlahan kerana mereka memerlukan overhead tambahan. Sistem ini mesti mencari blok memori yang sesuai, yang mungkin melibatkan pencarian timbunan, dan peruntukan dan deallocation melibatkan operasi yang lebih kompleks.

2. Pemecahan memori :

   • Stack : Tumpukan tidak mengalami pemecahan kerana memori diperuntukkan dan ditangani dalam urutan LIFO yang ketat.
   • Tumpukan : Tumpukan boleh menjadi terfragmentasi dari masa ke masa, yang dapat mengurangkan prestasi. Fragmentasi berlaku apabila blok memori diperuntukkan dan ditangani dengan cara yang tidak urutan, meninggalkan jurang dalam ingatan yang terlalu kecil untuk digunakan semula dengan berkesan.

3. Batasan Saiz :

   • Stack : Tumpukan mempunyai saiz tetap, dan jika saiz ini melebihi, ia boleh menyebabkan limpahan timbunan, menyebabkan program itu terhempas.
   • Tumpukan : Tumpukan secara teorinya boleh tumbuh secara besar -besaran sebagai memori yang ada dalam sistem, tetapi ia masih terhad oleh jumlah memori sistem dan tetapan memori maya.

4. Kebocoran memori :

   • Stack : Kebocoran memori hampir mustahil dengan memori timbunan kerana sistem menguruskan deallocation secara automatik.
   • Tumpukan : Jika memori pada timbunan tidak ditangani dengan betul, ia boleh menyebabkan kebocoran ingatan, yang boleh memberi kesan yang signifikan kepada prestasi dan kestabilan program dari masa ke masa.

Dalam senario apa yang akan anda pilih untuk menggunakan memori stack melalui memori timbunan, dan sebaliknya?

Pilihan antara menggunakan memori stack dan memori timbunan bergantung kepada keperluan khusus dan kekangan program anda. Berikut adalah beberapa senario untuk membimbing keputusan anda:

Menggunakan Memori Stack:

1. Pembolehubah kecil, sementara : Jika anda perlu menyimpan pembolehubah yang kecil dan hanya perlu digunakan dalam skop fungsi tunggal, timbunannya sesuai. Contohnya termasuk pembolehubah tempatan dan parameter fungsi.
2. Keperluan berprestasi tinggi : Jika aplikasi anda memerlukan prestasi tinggi dan akses memori yang cepat, peruntukan stack yang lebih cepat dan masa deallocation menjadikannya pilihan yang lebih baik.
3. Pengurusan Memori Automatik : Jika anda ingin mengelakkan kerumitan pengurusan memori manual, peruntukan automatik dan deallocation stack dapat memudahkan kod anda dan mengurangkan risiko kebocoran memori.

Menggunakan memori timbunan:

1. Struktur data yang besar : Apabila berurusan dengan struktur data yang besar yang perlu berterusan di luar skop fungsi tunggal, timbunan diperlukan. Contohnya termasuk susunan besar, senarai yang dipautkan, atau objek yang perlu diakses secara global.
2. Peruntukan Memori Dinamik : Jika program anda perlu memperuntukkan memori secara dinamik pada runtime berdasarkan input pengguna atau keadaan pembolehubah lain, timbunan menyediakan fleksibiliti untuk melakukannya.
3. Objek lama : Jika anda perlu membuat objek yang akan digunakan untuk masa yang lama atau sepanjang hayat program, timbunan lebih sesuai. Ini adalah perkara biasa dalam pengaturcaraan berorientasikan objek di mana objek ditujukan dan digunakan dalam pelbagai fungsi.
4. Sumber Dikongsi : Jika anda perlu berkongsi data di antara bahagian -bahagian program anda atau di antara benang, timbunan itu dapat menyediakan ruang yang sama untuk menyimpan data tersebut.

Ringkasnya, timbunan ini paling sesuai untuk data kecil, sementara dan keperluan berprestasi tinggi dengan pengurusan memori automatik, sementara timbunan ini sesuai untuk data yang besar dan dinamik yang perlu berterusan atau dikongsi di seluruh program anda.

Atas ialah kandungan terperinci Apakah perbezaan antara peruntukan memori timbunan dan timbunan?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!