自动垃圾回收学习笔记-一些基本概念

栈和堆

首先要明确的是，这里所说的栈和堆与数据结构里所说的Stack和Heap不是一个概念。当然，这里的栈和堆的表现形式或实现形式跟数据结构里的Stack和Heap可能是一模一样。

栈

栈是跟线程相关的。比如在Windows平台上，默认情况下，你创建一个线程会给你1MB的内存空间当做栈（对于Native Code来说这1MB是按需提交的，而对于Managed Code来说是创建线程的时候就提交）。这1MB一般来说会用来干这么几件事儿：

线程执行方法时传递参数，方法的局部变量，方法的返回地址等都会保存在这个栈上。

对于线程执行的每个方法都会在这个栈上占一帧，这就是所谓的栈帧。随着线程的执行，栈就像一个跳动的音符，忽高忽低。

我们可以这样来想象：有一个小柜子，柜子的高就是栈大小，我们用一个奇怪的计量单位来描述柜子的高：MB。当我们要调用一个方法时，我们就要在栈上面push一个栈帧，就像我们放入一本书到柜子里。这个栈帧保存着被调用方法的局部变量，传入的参数以及返回地址等信息。当该方法退出时，这个栈帧也会被弹出，就像我们将那本书拿书柜一样。

不过有一些奇怪的调用总是往柜子里放东西，很长时间都不拿出，导致柜子被塞满了，这就是栈溢出。比如递归调用或死循环。

在栈上放东西有个特点：方法退出了，所占用的空间就被回收。

堆

由于栈并不是无限大的。而且不支持随机访问。对于一些很大的对象我们要寻找另一个“柜子”来放它们。这个柜子就是堆。

一般来说，我们总是在堆上开辟一块内存，然后栈上的某一个指针指向这块内存。堆这个柜子和栈的柜子有些不同，堆的柜子的大小是用这个柜子的体积来表示的。你可以随便乱塞一些什么玩意儿进去。

不过跟栈相比，堆的内存分配就不是那么显而易见了。比如在C中我们可以用malloc在对上分配一点内存。在开始的时候我们可能还是顺序分配的（这一次分配的地址跟在上一次分配之后）。后来经过一段时间的分配和释放，堆上出现了很多洞，千疮百孔。如果这个时候我们再想分配一个对象，那我们得找一个合适的洞然后才能将我们的对象放下去啊。那我们得有一个东西将这些洞串起来。在malloc背后就有这么一个链表。它是自由内存空间的链表，当我们调用malloc时，就会遍历这个链表，找到一块足够大的洞，然后将其分两半，一般给我，一般回到链表。

堆的特点是：在堆上分配的空间，必须手动的释放。而且堆中很容易产生很多洞（内存碎片）。内存碎片不仅让内存的分配变得低效，而且会浪费内存（可能有很多空闲的内存，但没有一个能容纳得下你）。

托管堆

托管堆也是堆，只不过是.NET里提出的一个概念，在托管堆上开辟的内存会接受GC的管理，在不再使用后会被GC回收掉。

堆栈

世上本来没有堆栈，只有堆和栈，可是很多文章却将其混淆在一起。堆和栈是两个不同的概念，堆是堆，栈是栈。

关于堆和栈

堆和栈是数据结构中两种基本的结构，也是内存管理中两个核心的概念。围绕这两个概念有很多很详细的内容，本文只是想在讨论垃圾回收之前澄清一些基本概念。