堆和栈的区别

Java把记忆体分成两种，一种叫做栈记忆体，一种叫做堆记忆体。栈和堆有什么区别呢下面我带你了解一下。

在函式中定义的一些基本型别的变数和物件的引用变数都在函式的栈记忆体中分配。

当在一段程式码块定义一个变数时，Java就在栈中为这个变数分配记忆体空间，当超过变数的作用域后，Java会自动释放掉为该变数所分配的记忆体空间，该记忆体空间可以立即被另作他用。

堆记忆体用来存放由new建立的物件和阵列。

java中记忆体分配策略及堆和栈的比较

1 记忆体分配策略

按照编译原理的观点,程式执行时的记忆体分配有三种策略,分别是静态的,栈式的,和堆式的

静态储存分配是指在编译时就能确定每个资料目标在执行时刻的储存空间需求,因而在编译时就可以给他们分配固定的记忆体空间这种分配策略要求程式程式码中不允许有可变资料结构比如可变阵列的存在,也不允许有巢状或者递回的结构出现,因为它们都会导致编译程式无法计算准确的储存空间需求

栈式储存分配也可称为动态储存分配,是由一个类似于堆叠的执行栈来实现的和静态储存分配相反,在栈式储存方案中,程式对资料区的需求在编译时是完全未知的,只有到执行的时候才能够知道,但是规定在执行中进入一个程式模组时,必须知道该程式模组所需的资料区大小才能够为其分配记忆体和我们在资料结构所熟知的栈一样,栈式储存分配按照先进后出的原则进行分配。

静态储存分配要求在编译时能知道所有变数的储存要求,栈式储存分配要求在过程的处必须知道所有的储存要求,而堆式储存分配则专门负责在编译时或执行时模组处都无法确定储存要求的资料结构的记忆体分配,比如可变长度串和物件例项堆由大片的可利用块或空闲块组成,堆中的记忆体可以按照任意顺序分配和释放

2 堆和栈的比较

上面的定义从编译原理的教材中总结而来,除静态储存分配之外,都显得很呆板和难以理解,下面撇开静态储存分配,集中比较堆和栈:

从堆和栈的功能和作用来通俗的比较,堆主要用来存放物件的，栈主要是用来执行程式的而这种不同又主要是由于堆和栈的特点决定的:

在程式设计中，例如C/C++中，所有的方法呼叫都是通过栈来进行的,所有的区域性变数,形式引数都是从栈中分配记忆体空间的。实际上也不是什么分配,只是从栈顶向上用就行,就好像工厂中的传送带conveyor belt一样,Stack Pointer会自动指引你到放东西的位置,你所要做的只是把东西放下来就行退出函式的时候，修改栈指标就可以把栈中的内容销毁这样的模式速度最快, 当然要用来执行程式了

需要注意的是,在分配的时候,比如为一个即将要呼叫的程式模组分配资料区时,应事先知道这个资料区的大小,也就说是虽然分配是在程式执行时进行的,但是分配的大小多少是确定的,不变的,而这个"大小多少"是在编译时确定的,不是在执行时

堆是应用程式在执行的时候请求作业系统分配给自己记忆体，由于从作业系统管理的记忆体分配,所以在分配和销毁时都要占用时间，因此用堆的效率非常低但是堆的优点在于,编译器不必知道要从堆里分配多少储存空间，也不必知道储存的资料要在堆里停留多长的时间,因此,用堆储存资料时会得到更大的灵活性。

事实上,面向物件的多型性,堆记忆体分配是必不可少的,因为多型变数所需的储存空间只有在执行时建立了物件之后才能确定在C++中，要求建立一个物件时，只需用 new命令编制相关的程式码即可。执行这些程式码时，会在堆里自动进行资料的储存当然，为达到这种灵活性，必然会付出一定的代价:在堆里分配储存空间时会花掉更长的时间!这也正是导致我们刚才所说的效率低的原因,看来列宁同志说的好,人的优点往往也是人的缺点,人的缺点往往也是人的优点晕~

3 JVM中的堆和栈

JVM是基于堆叠的虚拟机器JVM为每个新建立的执行绪都分配一个堆叠也就是说,对于一个Java程式来说，它的执行就是通过对堆叠的 *** 作来完成的。堆叠以帧为单位储存执行绪的状态。JVM对堆叠只进行两种 *** 作:以帧为单位的压栈和出栈 *** 作。

我们知道,某个执行绪正在执行的方法称为此执行绪的当前方法我们可能不知道,当前方法使用的帧称为当前帧。当执行绪启用一个Java方法,JVM就会线上程的 Java堆叠里新压入一个帧。这个帧自然成为了当前帧在此方法执行期间,这个帧将用来储存引数,区域性变数,中间计算过程和其他资料这个帧在这里和编译原理中的活动纪录的概念是差不多的

从Java的这种分配机制来看,堆叠又可以这样理解:堆叠Stack是作业系统在建立某个程序时或者执行绪在支援多执行绪的作业系统中是执行绪为这个执行绪建立的储存区域，该区域具有先进后出的特性。

每一个Java应用都唯一对应一个JVM例项，每一个例项唯一对应一个堆。应用程式在执行中所建立的所有类例项或阵列都放在这个堆中,并由应用所有的执行绪共享跟C/C++不同，Java中分配堆记忆体是自动初始化的。Java中所有物件的储存空间都是在堆中分配的，但是这个物件的引用却是在堆叠中分配,也就是说在建立一个物件时从两个地方都分配记忆体，在堆中分配的记忆体实际建立这个物件，而在堆叠中分配的记忆体只是一个指向这个堆物件的指标引用而已。

4栈与堆都是Java用来在Ram中存放资料的地方

与C++不同，Java自动管理栈和堆，程式设计师不能直接地设定栈或堆。

Java的堆是一个执行时资料区,类的物件从中分配空间。这些物件通过new、newarray、anewarray和multianewarray等指令建立，它们不需要程式程式码来显式的释放。堆是由垃圾回收来负责的，堆的优势是可以动态地分配记忆体大小，生存期也不必事先告诉编译器，因为它是在执行时动态分配记忆体的，Java的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的资料。但缺点是，由于要在执行时动态分配记忆体，存取速度较慢。

栈的优势是，存取速度比堆要快，仅次于暂存器，栈资料可以共享。但缺点是，存在栈中的资料大小与生存期必须是确定的，缺乏灵活性。栈中主要存放一些基本型别的变数,int, short, long, byte, float, double, boolean, char和物件控制代码。

栈有一个很重要的特殊性，就是存在栈中的资料可以共享。假设我们同时定义：

int a = 3;

int b = 3;

编译器先处理int a = 3;首先它会在栈中建立一个变数为a的引用，然后查询栈中是否有3这个值，如果没找到，就将3存放进来，然后将a指向3。接着处理int b = 3;在建立完b的引用变数后，因为在栈中已经有3这个值，便将b直接指向3。这样，就出现了a与b同时均指向3的情况。这时，如果再令a=4;那么编译器会重新搜寻栈中是否有4值，如果没有，则将4存放进来，并令a指向4;如果已经有了，则直接将a指向这个地址。因此a值的改变不会影响到b的值。要注意这种资料的共享与两个物件的引用同时指向一个物件的这种共享是不同的，因为这种情况a的修改并不会影响到b, 它是由编译器完成的，它有利于节省空间。而一个物件引用变数修改了这个物件的内部状态，会影响到另一个物件引用变数 。

相同点：都是线性结构，都是逻辑结构的概念。都可以用顺序存储或链表存储；栈和队列是两种特殊的线性表，即受限的线性表，只是对插入、删除运算加以限制。

不同点：

1、运算规则不同，线性表为随机存取，而栈是只允许在一端进行插入、删除运算，因而是后进先出表LIFO；队列是只允许在一端进行插入、另一端进行删除运算，因而是先进先出表FIFO。

2、用途不同，堆栈用于子程调用和保护现场，队列用于多道作业处理、指令寄存及其他运算等等。

扩展资料：

顺序堆栈—堆栈的顺序存储结构：

栈属于一种特殊的线性表，它支持推栈和推栈空满等基本 *** 作。您可以使用数组来模拟具有顶值的堆栈，以完成上述基本 *** 作。

双栈共享空间（双端栈）：

如果您需要在程序中使用两个具有相同数据类型的堆栈，您可以通过数组模拟为这两个堆栈创建共享空间，称为双向堆栈。两栈共享空间：一个数组用于存储两个堆栈，一个堆栈的底部作为数组的开始，另一个堆栈的底部作为数组的结束，两个堆栈从各自的端点延伸到中间。

Internet上用于公网的合法IPv4地址已经分配完毕，因此使用IPv6代替IPv4是大势所趋。但是IPv6是一种与IPv4不同的网络协议，其取代IPv4还需要经过一个较长的时间。IPv4向IPv6的过渡不是一次性的，而是逐步地分层次地。在过渡时期，为了保证IPv4和IPv6能够共存、互通，人们发明了一些IPv4/IPv6的互通技术。

双栈技术是IPv4向IPv6过渡的一种有效的技术,其节点同时支持IPv4和IPv6协议栈。双栈节点与IPv4节点通讯时使用IPv4协议栈，双栈节点与IPv6节点通讯时使用IPv6协议栈。源节点根据目的节点的不同选用不同的协议栈，而网络设备根据报文的协议类型选择不同的协议栈进行处理和转发。

双栈可以在一个单一的设备上实现，也可以是一个双栈骨干网。对于双栈骨干网，其中的所有设备必须同时支持IPv4/IPv6协议栈，连接双栈网络的接口必须同时配置IPv4地址和IPv6地址。

双栈节点三种工作模式：

1、 只运行IPv6协议，表现为IPv6节点；

2、只运行IPv4协议，表现为IPv4节点；

3、双栈模式，同时打开IPv6和IPv4协议。

双栈技术是IPv4向IPv6过渡的基础，所有其它的过渡技术都以此为基础。

提供了两个IPv6站点之间通过IPv4网络实现通讯连接，以及两个IPv4站点之间通过IPv6网络实现通讯连接的技术。

Pv6网络边缘设备收到IPv6网络的IPv6报文后，将IPv6报文封装在IPv4报文中，成为一个IPv4报文，在IPv4网络中传输到目的IPv6网络的边缘设备后，解封装去掉外部IPv4头，恢复原来的IPv6报文，进行IPv6转发。

用于IPv6穿越IPv4网络的隧道技术有：

1、 IPv6手工配置隧道

2、 IPv4兼容地址自动隧道

3、 6to4自动隧道

4、ISATAP自动隧道

5、 IPv6 over IPv4 GRE隧道

6、隧道代理技术

7、 6over4隧道

8、 [endif]6PE隧道

9、 [endif]Teredo隧道

提供了IPv4网络与IPv6网络之间的互访技术。

IPv6穿越IPv4技术是为了实现IPv6节点之间的互通，而IPv6/IPv4互通技术是为了实现不同协议之间的互通。也就是使IPv6主机可以访问IPv4主机，IPv4主机可以访问IPv6主机。相关的技术有：

1、SIIT（Stateless IP/ICMP Translation）

2、NAT-PT

3、 DSTM（Dual Stack Transition Mechanism）

4、SOCKs64

5、传输层中继（TRT）

6、BIS（Bump in the Stack）

7、BIA（Bump in the API）

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