堆和栈的区别

经典的问题，大概查了下不同点有：存储的内容、申请时候响应和效率、申请大小的限制、读取效率这几点。

一、存储内容

栈：在函数调用时，第一个进栈的是主函数中后的下一条指令（函数调用语句的下一条可执行语句）的地址，然后是函数的各个参数，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈的，然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。当本次函数调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的地址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。操作方式类似于数据结构中的栈。
堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容由程序员安排。若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收(和文件描述符一样)。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式类似于链表，一般用new 和malloc申请。
 
二、申请后系统的响应   

栈：只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。（函数递归的时候可能发生，尽量减少深层地归）栈由系统自动分配，速度较快。  
堆：首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时，会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序，另外，对于大多数系统，会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小，这样，代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外，由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。堆是由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便。但是如果在服务器中，最好不要频繁的使用new和malloc来申请释放内存，一是需要系统调用，给cpu造成负担，二是内存碎片多会影响效率，好是自己设计一个内存池，然后自己管理内存池。

三、申请大小的限制   

 
栈：在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在WINDOWS下，栈的大小是2M（也有的说是1M，总之是一个编译时就确定的常数），如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示overflow。因此，能从栈获得的空间较小。
在linux下一般比这个数值要大，ubantu好像是8M，red hat好像是10M，这个值是可以更改的，用ulimit -a可以查看，-s也可以临时更改，要永久更改要更改/etc/security/limits.conf 这个文件。windows里面是在编译器中可以设置。

堆：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的，自然是不连续的，而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。   

四、读取效率

由于new和malloc返回的为一个指针，所以我们访问堆上的数据的时候都是用的指针，不像在栈上的数据那样一个符号就可能代表一个对象。例如一个数组，如果在栈上，
int a[10] = {0};
int *pa = new int[10]();
这个时候访问的时候相对来说是访问a比pa中的内容快一点的，这也是数组和指针的本质区别。在读取a[1]的时候，编译后代码只需要两步，取得符号a代表的地址，把这个地址加上offset(1个int大小)得到一个新地址，取出这个地址内容。而pa[1]的时候，编译后需要三步，取出pa代表的地址，取得地址中的内容(指针指向的地址)并加上一个offset得到一个新地址，取出这个地址内容。

参考：http://blog.youkuaiyun.com/youmu543/article/details/6206807