栈和堆的区别是什么？ 为什么说栈的速度快，堆的速度慢？（为什么栈的储存分配比堆存储分配快）

一、问题

1、为什么栈的储存分配比堆存储分配快？

原因

1）、栈中的数据占内存大小在编译时是确定的,比如一个int类型就占4B,所以变量地址好计算,所以分配和销毁和访问速度都比较快.
堆中的数据占内存大小一般在编译时是不确定的,在运行时才能知道大小,所以其地址只有在运行时计算,而且运行时可能占内存大小还有变动,所以对这样的数据的分配,销毁和访问都非常不方便,速度也慢一些.

2）、栈里放的是地址，堆里可以放数据也可以放地址（想象下堆里的东西也有可能指向别的地方）
每个地址都会指向给定的数据，不然就没有存在的必要了，同样的道理，堆中的数据没有被指针指向的话，也没有存在的必要了，所以当obj=null时就释放内存了。
Java有个好处就是没有指针，Java中的传递的都是传引用，不像c++还能传地址，比如指针p++和p+1两个的结果完全不同。

3）、栈是编译时分配空间，而堆是动态分配（运行时分配空间），所以栈的速度快
cpu有专门的寄存器（esp，ebp）来操作栈，堆都是使用间接寻址的。栈快点。

4）、java 的堆是一个运行时数据区,类的(对象从中分配空间。这些对象通过new、newarray等指令建立，它们不需要程序代码来显式的释放。堆是由垃圾回收来负责的，堆的优势是可以动态地分配内存大小，生存期也不必事先告诉编译器，因为它是在运行时动态分配内存的，Java的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据。但缺点是，由于要在运行时动态分配内存，存取速度较慢。
栈的优势是，存取速度比堆要快，仅次于寄存器，栈数据可以共享。但缺点是，存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的，缺乏灵活性。栈中主要存放一些基本类型的变量（,int, short, long, byte, float, double, boolean, char）和对象句柄。

基本数据类型存储在“栈”中，对象引用类型实际存储在“堆”中，在栈中只是保留了引用内存的地址值。

2、为什么栈数据可以共享？

栈的优势是，存取速度比堆要快，仅次于寄存器，栈数据可以共享。但缺点是，存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的，缺乏灵活性。栈中主要存放一些基本类型的变量(,int, short, long, byte, float, double, boolean, char)和对象句柄。

栈有一个很重要的特殊性，就是存在栈中的数据可以共享。假设我们同时定义：

int a = 3;

int b = 3;

编译器先处理int a = 3;首先它会在栈中创建一个变量为a的引用，然后查找栈中是否有3这个值，如果没找到，就将3存放进来，然后将a指向3。接着处理int b = 3;在创建完b的引用变量后，因为在栈中已经有3这个值，便将b直接指向3。这样，就出现了a与b同时均指向3的情况。这时，如果再令a=4;那么编译器会重新搜索栈中是否有4值，如果没有，则将4存放进来，并令a指向4;如果已经有了，则直接将a指向这个地址。因此a值的改变不会影响到b的值。要注意这种数据的共享与两个对象的引用同时指向一个对象的这种共享是不同的，因为这种情况a的修改并不会影响到b, 它是由编译器完成的，它有利于节省空间。而一个对象引用变量修改了这个对象的内部状态，会影响到另一个对象引用变量

3、栈有什么特点？

栈，有个特点，先进去的后出来，里边放的是进程中正在执行的方法，
比如说方法

public void A（）{
B();
}
public void B(){
C();
}
public void C(){

}
假设一个程序只调用A（）方法，（开始时栈是空的）：

程序运行的时候，先执行A（）方法，因为A方法调用了B（）方法，这时因为A（）没有执行完，中断A（）方法，将其放入栈中暂存，（此时因为栈原来是空的，A方法被push进栈后，位于栈底），执行B（）方法，执行时因为B方法调用了C（）方法，此时中断B方法的执行，将B（）方法push入栈，由于栈中已经有A方法，B被push进去后，位于A的上面；C（）方法执行完后，去栈中查找位于栈顶的方法，查到是方法B，方法B继续执行，执行完后再去栈中查找位于栈顶的方法，此时栈内只又一个方法，那就是方法A，方法A有继续执行，A执行完后，栈中已经没有方法，程序运行结束。

假设下边这个柱状的东西是栈

| |
|B()|---位于栈口最近的方法先被pop出来执行完成
|A()|---栈底的方法最后执行完
———

二、栈与堆原理

堆

·
1、堆内存，java的堆是java虚拟机所管理的内存中最大的一块。这个内存的唯一目的就是存放对象实例。几乎所有的对象实例都在这里分配内存（注意不是所有啊）。所以java堆是被所有线程所共享的一块内存。在java虚拟机的规范中，java堆可以处于物理上不连续的内存空间，只要逻辑上是连续的就好。和我们的电脑磁盘空间是一样的。如果在堆中没有内存可供使用做实例分配，并且堆也没有扩展的时候，就会出现OutOfMemoryError异常。
·

栈

·
1、java 的栈内存。它的真正名称叫做：java虚拟机栈。它和java堆内存的有一个很大的区别在于，它是线程私有的。它的生命周期也和线程的生命周期捆绑在一起。 每个java方法在执行的时候都会创建一个栈帧用来存储局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口等信息。每一个方法从调用直至完成执行后的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中的入栈到出栈的过程。在java虚拟机栈中，局部变量表所需要的内存空间在编译期间完成分配的。也就是说在进入一个方法时，这个方法在帧中分配多大的局部变量空间是完全确定的，在方法运行期间不会改变局部变量表的大小。那如果这个方法的线程所需要的内存大于这个空间呢？结果是会抛出OutOfMemoryError异常。另外如果线程请求的栈深度大于虚拟机所设的深度，将抛出 StackOverflowError异常。

三、堆和栈的比较

1、 JVM中的堆和栈

JVM是基于堆栈的虚拟机.JVM为每个新创建的线程都分配一个堆栈.也就是说,对于一个Java程序来说，它的运行就是通过对堆栈的操作来完成的。堆栈以帧为单位保存线程的状态。JVM对堆栈只进行两种操作:以帧为单位的压栈和出栈操作。

我们知道,某个线程正在执行的方法称为此线程的当前方法.我们可能不知道,当前方法使用的帧称为当前帧。当线程激活一个Java方法,JVM就会在线程的 Java堆栈里新压入一个帧。这个帧自然成为了当前帧.在此方法执行期间,这个帧将用来保存参数,局部变量,中间计算过程和其他数据.这个帧在这里和编译原理中的活动纪录的概念是差不多的.

从Java的这种分配机制来看,堆栈又可以这样理解:堆栈(Stack)是操作系统在建立某个进程时或者线程(在支持多线程的操作系统中是线程)为这个线程建立的存储区域，该区域具有先进后出的特性。

每一个Java应用都唯一对应一个JVM实例，每一个实例唯一对应一个堆。应用程序在运行中所创建的所有类实例或数组都放在这个堆中,并由应用所有的线程共享.跟C/C++不同，Java中分配堆内存是自动初始化的。Java中所有对象的存储空间都是在堆中分配的，但是这个对象的引用却是在堆栈中分配,也就是说在建立一个对象时从两个地方都分配内存，在堆中分配的内存实际建立这个对象，而在堆栈中分配的内存只是一个指向这个堆对象的指针(引用)而已。

2、Java 中的堆和栈

Java把内存划分成两种：一种是栈内存，一种是堆内存。

在函数中定义的一些基本类型的变量和对象的引用变量都在函数的栈内存中分配。

当在一段代码块定义一个变量时，Java就在栈中为这个变量分配内存空间，当超过变量的作用域后，Java会自动释放掉为该变量所分配的内存空间，该内存空间可以立即被另作他用。

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。

在堆中产生了一个数组或对象后，还可以在栈中定义一个特殊的变量，让栈中这个变量的取值等于数组或对象在堆内存中的首地址，栈中的这个变量就成了数组或对象的引用变量。

引用变量就相当于是为数组或对象起的一个名称，以后就可以在程序中使用栈中的引用变量来访问堆中的数组或对象。

具体的说：

栈与堆都是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。

Java的堆是一个运行时数据区,类的(对象从中分配空间。这些对象通过new、newarray、anewarray和multianewarray等指令建立，它们不需要程序代码来显式的释放。堆是由垃圾回收来负责的，堆的优势是可以动态地分配内存大小，生存期也不必事先告诉编译器，因为它是在运行时动态分配内存的，Java的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据。但缺点是，由于要在运行时动态分配内存，存取速度较慢。

栈的优势是，存取速度比堆要快，仅次于寄存器，栈数据可以共享。但缺点是，存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的，缺乏灵活性。栈中主要存放一些基本类型的变量(,int, short, long, byte, float, double, boolean, char)和对象句柄。

栈有一个很重要的特殊性，就是存在栈中的数据可以共享。假设我们同时定义：

int a = 3;

int b = 3;

编译器先处理int a = 3;首先它会在栈中创建一个变量为a的引用，然后查找栈中是否有3这个值，如果没找到，就将3存放进来，然后将a指向3。接着处理int b = 3;在创建完b的引用变量后，因为在栈中已经有3这个值，便将b直接指向3。这样，就出现了a与b同时均指向3的情况。这时，如果再令a=4;那么编译器会重新搜索栈中是否有4值，如果没有，则将4存放进来，并令a指向4;如果已经有了，则直接将a指向这个地址。因此a值的改变不会影响到b的值。要注意这种数据的共享与两个对象的引用同时指向一个对象的这种共享是不同的，因为这种情况a的修改并不会影响到b, 它是由编译器完成的，它有利于节省空间。而一个对象引用变量修改了这个对象的内部状态，会影响到另一个对象引用变量

四、Java把内存分成两种

一种叫做栈内存，一种叫做堆内存

1、栈内存

在函数中定义的一些基本类型的变量和对象的引用变量都是在函数的栈内存中分配。当在一段代码块中定义一个变量时，java就在栈中为这个变量分配内存空间，当超过变量的作用域后，java会自动释放掉为该变量分配的内存空间，该内存空间可以立刻被另作他用。

2、堆内存

堆内存用于存放由new创建的对象和数组。在堆中分配的内存，由java虚拟机自动垃圾回收器来管理。在堆中产生了一个数组或者对象后，还可以在栈中定义一个特殊的变量，这个变量的取值等于数组或者对象在堆内存中的首地址，在栈中的这个特殊的变量就变成了数组或者对象的引用变量，以后就可以在程序中使用栈内存中的引用变量来访问堆中的数组或者对象，引用变量相当于为数组或者对象起的一个别名，或者代号。

综合

·
引用变量是普通变量，定义时在栈中分配内存，引用变量在程序运行到作用域外释放。而数组＆对象本身在堆中分配，即使程序运行到使用new产生数组和对象的语句所在地代码块之外，数组和对象本身占用的堆内存也不会被释放，数组和对象在没有引用变量指向它的时候，才变成垃圾，不能再被使用，但是仍然占着内存，在随后的一个不确定的时间被垃圾回收器释放掉。这个也是java比较占内存的主要原因，实际上，栈中的变量指向堆内存中的变量，这就是 Java 中的指针!

五、java中内存分配策略

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.

1、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.

2、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。

3、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.

六、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。
------最快的存储区, 由编译器根据需求进行分配,我们在程序中无法控制.

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JAVA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。
------存放基本类型的变量数据和对象，数组的引用，但对象本身不存放在栈中，而是存放在堆（new 出来的对象）或者常量池中（字符串常量对象存放在常量池中）

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。
------存放所有new出来的对象。

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。
------存放静态成员（static定义的）

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
------存放字符串常量和基本类型常量（public static final）

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。

七、堆与栈存储数据（Java 中详情请看六）

对于栈和常量池中的对象可以共享，对于堆中的对象不可以共享。
栈中的数据大小和生命周期是可以确定的，当没有引用指向数据时，这个数据就会消失。堆中的对象的由垃圾回收器负责回收，因此大小和生命周期不需要确定，具有很大的灵活性。