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了解記憶體管理中的堆疊和堆疊

Jan 05, 2025 am 07:06 AM

Entendendo Heap e Stack no Gerenciamento de Memória

介紹

對(duì)於我的第一篇博文,我選擇了一個(gè)我們?cè)谌粘>幊讨泻苌贀?dān)心的主題,但在某些時(shí)候,它會(huì)產(chǎn)生很大的不同,特別是在減少應(yīng)用程序中的瓶頸方面。是的,我們來(lái)談?wù)動(dòng)洃涹w分配,更具體地說(shuō),談?wù)劧询B和堆疊記憶體如何運(yùn)作。

我保證以簡(jiǎn)單的方式解釋這些概念。堆和堆疊是作業(yè)系統(tǒng)中進(jìn)程記憶體佈局的兩個(gè)不同區(qū)域。簡(jiǎn)而言之,用非常簡(jiǎn)單的方式來(lái)說(shuō),它們是電腦記憶體的不同“區(qū)域”,每個(gè)區(qū)域都有特定的功能並儲(chǔ)存不同類型的資料。


堆疊

堆疊基本上是一塊連續(xù)的記憶體區(qū)塊,其分配和釋放是自動(dòng)的。它以LIFO後進(jìn)先出)格式運(yùn)行,這意味著最後插入的元素是第一個(gè)被刪除的。當(dāng)函數(shù)的執(zhí)行範(fàn)圍結(jié)束時(shí),關(guān)聯(lián)的堆疊幀會(huì)自動(dòng)釋放,避免記憶體洩漏等問(wèn)題(除非您插入無(wú)限循環(huán)或類似的東西)。

此外,存取堆疊的速度更快,因?yàn)橘Y料是順序儲(chǔ)存的,這使得讀寫(xiě)更加容易。但是,它在大小方面有限制,並且適用於臨時(shí)數(shù)據(jù),例如局部變數(shù)和函數(shù)參數(shù)。


堆疊

另一方面,堆是專門(mén)用於動(dòng)態(tài)資料分配的記憶體區(qū)域。它由垃圾收集器管理(對(duì)於像 Go 這樣的語(yǔ)言)。與堆疊不同,堆是線程或 goroutine 之間共享的空間,用於儲(chǔ)存長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的資料。

堆管理更加複雜,因?yàn)樗枰占鞅O(jiān)視分配的資料並識(shí)別不再需要的資料。此外,堆上的資料可能隨機(jī)分散在 RAM 中,導(dǎo)致存取速度變慢。


如何最好地使用堆疊和堆

就效能而言,理想的情況是盡可能使用堆疊。因?yàn)樗矢?,並且不會(huì)給垃圾收集器帶來(lái)負(fù)擔(dān),所以堆疊應(yīng)該是首選。當(dāng)需要使用堆疊時(shí),以智慧且最小化的方式進(jìn)行操作非常重要,就像使用緩衝區(qū)一樣。

對(duì)於 Go,編譯器會(huì)盡可能在堆疊上分配局部變數(shù)。但是,如果編譯器在函數(shù)返回後識(shí)別出該變數(shù)可以被引用,它將在堆上分配它以避免懸空指標(biāo)錯(cuò)誤。非常大的變數(shù)也可以移動(dòng)到堆中,以避免損害有限的堆疊空間。

如果一個(gè)變數(shù)的位址被訪問(wèn),它就是一個(gè)在堆上分配的候選者。然而,編譯器執(zhí)行的更複雜的分析可能允許其中一些變數(shù)保留在堆疊上,只要它們?cè)诤瘮?shù)返回後不存在。


如何減輕垃圾收集器的負(fù)擔(dān)?

為了盡量減少垃圾收集器的影響,我們可以採(cǎi)取以下做法:

  • 不必要地避免使用指標(biāo):指標(biāo)所引用的資料在堆上分配,並且可以以無(wú)序的方式分佈在記憶體中。僅在確實(shí)必要時(shí)才使用指針。
  • 優(yōu)先選擇原始類型:數(shù)字、布林值、字串和符文等資料通常分配在堆疊上,減少垃圾收集器管理的需要。
  • 最佳化堆使用:只要有可能,請(qǐng)使用最小化動(dòng)態(tài)分配的結(jié)構(gòu),並專注於重複使用已分配的資源,例如緩衝區(qū)和物件池。
  • 充分利用堆疊:應(yīng)盡可能將臨時(shí)變數(shù)或局部變數(shù)分配給堆疊,以確保更高的效率和效能。

結(jié)論

了解堆疊和堆疊之間的差異以及 Go 中的記憶體管理是最佳化應(yīng)用程式效能的基礎(chǔ)。透過(guò)盡可能使用堆疊並謹(jǐn)慎使用指針,可以顯著減少垃圾收集器的負(fù)載,從而產(chǎn)生更快、更有效率的程序。隨著時(shí)間的推移,這些實(shí)踐將有助於建立更具可擴(kuò)展性和性能更好的系統(tǒng)。

以上是了解記憶體管理中的堆疊和堆疊的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章!

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