14、深入理解内存管理：栈、堆与内存安全

深入理解内存管理：栈、堆与内存安全

1. 栈（Stack）

在程序运行中，每当调用一个函数或方法时，栈就会被用于为函数内部创建的值分配空间。函数中的所有 let 绑定要么作为值本身，要么作为指向堆上内存位置的指针，都会存储在栈中。这些值构成了活动函数的栈帧。

栈帧是栈中一个逻辑上的内存块，用于存储函数调用的上下文信息，可能包括函数参数、局部变量、返回地址以及在函数返回后需要恢复的寄存器值。随着越来越多的函数被调用，它们对应的栈帧会被压入栈中。当一个函数返回时，该函数对应的栈帧以及其中声明的所有值都会被移除，移除顺序与声明顺序相反，遵循后进先出（LIFO）原则。

栈上的内存分配速度很快，因为分配和释放内存只需要一条 CPU 指令，即增加或减少栈帧指针。栈帧指针（esp）是一个 CPU 寄存器，始终指向栈的顶部。当函数被调用或返回时，栈帧指针会不断更新。当函数返回时，通过将栈帧指针恢复到进入函数之前的位置，该函数的栈帧就会被丢弃。

栈是一种临时的内存分配策略，由于其简单性，在释放已使用的内存方面较为可靠。然而，这种特性使得栈不适合需要在当前栈帧之外长期存在的值的情况。

下面是一段代码，大致说明了在函数调用过程中栈是如何更新的：

// stack_basics.rs
fn double_of(b: i32) ->  i32 {
    let x = 2 * b;
    x
}
fn main() {
    let a = 12;
    let result = double_of(a);
}