為什麼堆疊記憶體比堆疊記憶體快？這是您需要了解的！

堆疊記憶體通常比堆疊記憶體快得多，造成這種速度差異的原因有很多。讓我們來分解一下：

記憶體存取模式：

堆疊

• 堆疊以後進先出（LIFO）方式運作。這意味著從堆疊中添加（推送）或刪除（彈出）資料是一個簡單的操作。 CPU 只需向上或向下移動單一指標（堆疊指標）即可分配或釋放記憶體。

堆疊指標是一個小暫存器，用於儲存新增至堆疊的最後一個資料元素的記憶體位址，或在某些情況下，儲存堆疊中的第一個可用位址。
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• 堆疊中的資料在記憶體中連續存儲，因此由於良好的快取局部性（彼此靠近的記憶體區域很可能被快取在一起），因此存取堆疊中的變數非常有效率。

快取位置

堆

• 堆疊沒有像堆疊那樣簡單的結構化存取模式。它涉及到動態記憶體分配，比較複雜。系統必須搜尋適當大小的可用記憶體區塊，從而導致更多的開銷。

• 堆中的物件分散在整個記憶體中，導致快取未命中和存取時間變慢。

記憶體分配/釋放：

堆疊

• 堆疊上的記憶體分配和釋放非常快，因為它們遵循可預測的順序。當呼叫方法時，會建立一個堆疊幀，當方法退出時，堆疊幀會被簡單地丟棄。

• 不需要複雜的記憶體管理或簿記，因為堆疊以可預測的方式增長和收縮。

堆

• 堆中的記憶體分配需要作業系統（或記憶體分配器）找到足夠大的空閒記憶體區塊，這可能需要時間。
• 當不再需要某個物件時，堆不會自動回收該記憶體。需要運行垃圾收集器 (GC) 來尋找和清理未使用的對象，這會增加開銷。
• 隨著時間的推移，堆中可能會出現碎片，導致更難找到連續的記憶體區塊，從而進一步減慢分配速度。

垃圾收集

堆疊

• 堆疊不需要垃圾回收。一旦一個方法完成，它的所有局部變數都會自動從堆疊中刪除。這意味著 JVM 不需要花時間清理記憶體。

堆

• 堆需要垃圾收集，這是一個額外且有時昂貴的過程。 GC 需要定期尋找並刪除不再使用的對象，此過程可能需要時間並導致效能問題（即使現代 GC 已進行最佳化）。

執行緒局部性

堆疊

• 每個執行緒都有自己的堆疊，因此堆疊本質上是執行緒本地的。這意味著存取堆疊中的變數時，執行緒之間不需要同步。

堆

• 堆在Java應用程式中的所有執行緒之間共享，這表示堆中的物件可以被多個執行緒存取。為了避免競爭條件等問題，可能需要同步機制（鎖定或其他形式的執行緒協調），這會降低效能。

尺寸和靈活性：

堆疊

• 每個執行緒的堆疊有固定的大小，通常比堆小得多。由於它是固定的，因此堆疊上的操作更加可預測且更快。
• 但是，這也意味著堆疊不太靈活 - 如果分配太多資料（例如深度遞歸或大型本地數組），您可能會遇到 StackOverflowError。

堆

• 堆更大、更靈活，因為它可以動態分配記憶體。然而，這種靈活性的代價是由於動態記憶體管理的開銷而導致效能下降。

本質上，堆疊速度更快，因為它以可預測的結構化方式運行，記憶體分配和釋放的開銷較低，並且受益於高效的記憶體存取模式。另一方面，堆為動態記憶體提供了更大的靈活性，但代價是由於複雜的記憶體管理、潛在的碎片以及垃圾收集的需要而降低了效能。

以上是為什麼堆疊記憶體比堆疊記憶體快？這是您需要了解的！的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！