Cosa sono e differenza tra stack e memoria heap in informatica

Java è un linguaggio di programmazione orientato agli oggetti di alto livello utilizzato per scopi generali e multipiattaforma. In Java, un ruolo fondamentale è svolto dalla gestione della memoria. Si applica principalmente alla memoria del computer e funziona come una forma di gestione delle risorse.

In Java, la gestione della memoria è gestita automaticamente. Infatti, esso divide la sua memoria in memoria stack e memoria heap. Dal punto di vista di Java, entrambi sono utili per scopi diversi e sono importanti aree di memoria.

La principale differenza tra la memoria dello stack e la memoria heap è che la struttura dei dati dello stack è lineare mentre la struttura dei dati dell’heap è gerarchica. L’allocazione della memoria dello stack è in un blocco contiguo. D’altra parte, l’allocazione della memoria heap è in ordine casuale. Le variabili dello stack non possono essere ridimensionate, mentre le variabili dell’heap possono essere ridimensionate.

L’allocazione della memoria dello stack avviene nel blocco di memoria contiguo. I programmatori non si preoccupano della memoria per allocare le variabili dello stack e riposizionarle. Si chiama assegnazione della memoria dello stack perché nella chiamata di funzione ha luogo l’assegnazione dello stack. La compilazione è nota quando la memoria deve essere assegnata mentre la funzione viene chiamata quando le variabili assegnano la memoria allo stack.

Per le variabili globali, l’heap funziona come un buffer in cui vengono salvati i linguaggi di programmazione e per impostazione predefinita, nello spazio di memoria dell’heap, vengono memorizzate tutte le variabili globali. Questo è vantaggioso per l’allocazione della memoria dinamica. Infine, solo quando i programmatori eseguono le istruzioni la memoria è riservata e il nome heap non ha alcuna relazione con la struttura dei dati stessi dell’heap.

Che cos’è lo Stack? 

Nei computer dell’era contemporanea, ogni thread ha una regione di memoria riservata e chiamata stack. Quando la funzione viene eseguita, alcuni dei suoi dati di stato locale potrebbero sommarsi in cima allo stack. Quando la funzione esce dalla responsabilità di riservare i dati dagli stack, passa ad essa.

Lo stack è spesso utile per memorizzare variabili locali alle funzioni attualmente attive. I programmatori preferiscono uno stack per memorizzare dati locali di lunghezza variabile. Se la regione di una memoria si trova su uno stack di thread, si dice che la memoria è l’allocazione nello stack, come l’allocazione della memoria basata sullo stack.

I meccanismi di memoria stack consentono alla memoria del sistema di funzionare come memoria temporanea dei dati e si comportano come un buffer first-in-last-out. Un puntatore allo stack è un registro che è uno degli elementi vitali del funzionamento della memoria dello stack. Il puntatore dello stack indica la posizione della memoria dello stack corrente e può essere regolato automaticamente ogni volta che viene eseguita un’operazione sullo stack.

Alcuni dei vantaggi dello stack sono la pulizia automatica dell’oggetto, la memoria non può essere facilmente danneggiata e una grossa mano nell’allocazione e deallocazione della memoria. Sebbene alcuni svantaggi dello stack siano la memoria minima, l’accesso casuale non è possibile e lo stack overflow durante la creazione di troppi oggetti.

Che cos’è la memoria Heap? 

Quando i programmatori eseguono le istruzioni, viene allocata solo la memoria heap. Questo tipo di memoria è chiamato heap a causa della sua disponibilità di spazio di memoria in pila da allocare e deallocare. Questa allocazione di memoria non è sicura a causa della sua accessibilità o visibilità dei dati archiviati a tutti i thread. Il tempo di accesso o di elaborazione è piuttosto lento rispetto alla memoria dello stack.

L’allocazione della memoria heap può essere suddivisa in:

1. Young generation: in questa regione della memoria, tutti i nuovi oggetti o dati allocano lo spazio. Nel caso in cui la memoria sia piena La raccolta di rifiuti aiuta a memorizzare il resto dei dati.
2. Old or tenured generation: in questa regione sono archiviati oggetti di dati più vecchi che non vengono spesso utilizzati o non vengono utilizzati affatto.
3. Permanent generation: questa regione è costituita dai metadati di JVM per i metodi dell’applicazione e le classi di runtime.

Esistono diversi vantaggi o vantaggi nell’utilizzo della memoria heap, ad esempio è possibile accedere alle variabili a livello globale, nessun limite alla dimensione della memoria, il metodo utilizzato nella coda di priorità ed esegue la raccolta dei rifiuti. I contro o gli svantaggi dell’utilizzo della memoria heap richiedono più tempo nell’esecuzione, la gestione della memoria è complicata e richiede più tempo per il calcolo.

 

Differenza tra Stack e memoria Heap 

1. Lo stack è utile per l’allocazione della memoria statica, il che significa che prima che il programma venga eseguito, la memoria viene allocata in fase di compilazione. Considerando che l’heap è vantaggioso per l’allocazione dinamica della memoria, il che significa che la memoria può essere liberata e allocata in ordine casuale.
2. In termini di disposizione, l’ordine dello stack è last-in-first-out e le variabili nella memoria del computer vengono memorizzate direttamente. Mentre in heap la memoria non viene gestita automaticamente ma manualmente.
3. Quando si tratta di thread safety, lo stack thread ha il suo stack, ed è per questo che sono thread-safe. Il rovescio della medaglia è che l’heap non è sicuro per il threading a causa della necessità di un codice di sincronizzazione appropriato.
4. La memoria stack è utile per memorizzare chiamate di funzione e variabili locali. Ma la memoria heap è utile per archiviare oggetti in Java. Non importa nel codice in cui viene creato l’oggetto, verrà sempre creato all’interno dell’heap spaziale in Java.
5. Negli stack, le variabili memorizzate sono visibili al thread del proprietario o, in Java, è una sorta di memoria privata. D’altro canto, negli oggetti heap creati visibili a tutti i thread o tra tutti i thread la memoria heap è condivisa.

Conclusioni

Quindi, si può concludere che sia lo stack che l’heap sono piattaforme di gestione della memoria che svolgono un ruolo vitale in Java. Entrambe sono aree di memoria principali, ma hanno scopi diversi. L’allocazione della memoria dello stack è nel blocco contiguo. Ma l’allocazione della memoria heap è in ordine casuale.

La memoria stack ha l’accessibilità dell’alta velocità ma solo alle variabili locali. D’altro canto, la velocità di accessibilità della memoria heap è più lenta rispetto allo stack ma consente l’accesso alle variabili a livello globale. L’allocazione e la deallocazione vengono eseguite automaticamente nella memoria stack mentre nella memoria heap vengono eseguite manualmente dai programmatori.