数据结构之堆和栈

内存分配策略

按照编译原理的观点,程序运行时的内存分配有三种策略,分别是静态的,栈式的,和堆式的.

　　静态存储分配是指在编译时就能确定每个数据目标在运行时刻的存储空间需求,因而在编译时就可以给他们分配固定的内存空间.这种分配策略要求程序代码中不允许有可变数据结构(比如可变数组)的存在,也不允许有嵌套或者递归的结构出现,因为它们都会导致编译程序无法计算准确的存储空间需求.

　　栈式存储分配也可称为动态存储分配,是由一个类似于堆栈的运行栈来实现的.和静态存储分配相反,在栈式存储方案中,程序对数据区的需求在编译时是完全未知的,只有到运行的时候才能够知道,但是规定在运行中进入一个程序模块时,必须知道该程序模块所需的数据区大小才能够为其分配内存.和我们在数据结构所熟知的栈一样,栈式存储分配按照先进后出的原则进行分配。

　　静态存储分配要求在编译时能知道所有变量的存储要求,栈式存储分配要求在过程的入口处必须知道所有的存储要求,而堆式存储分配则专门负责在编译时或运行时模块入口处都无法确定存储要求的数据结构的内存分配,比如可变长度串和对象实例.堆由大片的可利用块或空闲块组成,堆中的内存可以按照任意顺序分配和释放.

堆和栈的区别和联系

栈(stack)与堆(heap)都是Java用来在Ram中存放数据的地方。与C++不同，Java自动管理栈和堆，程序员不能直接地设置栈或堆。

堆是一个运行时数据区，通过new等指令创建，不需要程序代码显式释放。

特点：可动态分配内存大小，生存周期不必事先告诉编译器，Java垃圾回收自动回收不需要的数据；运行时需动态分配内存，数据存取速度较慢。

<pre name="code" class="html">        String str1 =new String ("abc");
String str2 =new String ("abc");
System.out.println(str1==str2); // false

栈是一种线性结构，仅在表的一端进行插入和删除运算的线性表，遵循先进后出FILO。

特点：存取速度比堆快，仅次于寄存器，栈数据可以共享；存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的，缺乏灵活性。

String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
System.out.println(str1==str2); //true

在JAVA中，有六个不同的地方可以存储数据：

1. 寄存器（register）。这是最快的存储区，因为它位于不同于其他存储区的地方——处理器内部。但是寄存器的数量极其有限，所以

寄存器由编译器根据需求进行分配。你不能直接控制，也不能在程序中感觉到寄存器存在的任何迹象。

2. 堆栈（stack）。位于通用RAM中，但通过它的“堆栈指针”可以从处理器哪里获得支持。堆栈指针若向下移动，则分配新的内存；若

向上移动，则释放那些内存。这是一种快速有效的分配存储方法，仅次于寄存器。创建程序时候，JAVA编译器必须知道存储在堆栈内所

有数据的确切大小和生命周期，因为它必须生成相应的代码，以便上下移动堆栈指针。这一约束限制了程序的灵活性，所以虽然某些JA
VA数据存储在堆栈中——特别是对象引用，但是JAVA对象不存储其中。

3. 堆（heap）。一种通用性的内存池（也存在于RAM中），用于存放所以的JAVA对象。堆不同于堆栈的好处是：编译器不需要知道要从堆

里分配多少存储区域，也不必知道存储的数据在堆里存活多长时间。因此，在堆里分配存储有很大的灵活性。当你需要创建一个对象的时候

，只需要new写一行简单的代码，当执行这行代码时，会自动在堆里进行存储分配。当然，为这种灵活性必须要付出相应的代码。用堆进行

存储分配比用堆栈进行存储存储需要更多的时间。

4. 静态存储（static storage）。这里的“静态”是指“在固定的位置”。静态存储里存放程序运行时一直存在的数据。你可用关键字static

来标识一个对象的特定元素是静态的，但JAVA对象本身从来不会存放在静态存储空间里。

5. 常量存储（constant storage）。常量值通常直接存放在程序代码内部，这样做是安全的，因为它们永远不会被改变。有时，在嵌入

式系统中，常量本身会和其他部分分割离开，所以在这种情况下，可以选择将其放在ROM中

6. 非RAM存储。如果数据完全存活于程序之外，那么它可以不受程序的任何控制，在程序没有运行时也可以存在。

就速度来说，有如下关系：

寄存器 < 堆栈 < 堆 < 其他

总结：堆内存用来存放由new创建的对象和数组。 在堆中分配的内存，由Java虚拟机的自动垃圾回收器来管理。

栈有一个很重要的特殊性，就是存在栈中的数据可以共享。

一句话：堆主要用来存放对象的，栈主要是用来执行程序的