스택(Stack)과 힙(Heap) 차이점

 

 

위 그림과 같이, 프로그램이 실행되기 위해서는 운영체제(OS)가 프로그램의 정보를 메모리에 로드 해야 한다.

또한 프로그램이 실행되는 동안 CPU가 코드를 처리하기 위해서는, 메모리가 명령어와 데이터들을 저장해야 한다.

 

메모리 구조

프로그램이 실행되기 위해서는 먼저 프로그램이 메모리에 로드(load)되어야 합니다.

또한, 프로그램에서 사용되는 변수들을 저장할 메모리도 필요합니다.

따라서 컴퓨터의 운영체제는 프로그램의 실행을 위해 다양한 메모리 공간을 제공하고 있습니다.

프로그램이 운영체제로부터 할당받는 대표적인 메모리 공간은 4가지 있습니다.

1. 코드(code) 영역
2. 데이터(data) 영역
3. 스택(stack) 영역
4. 힙(heap) 영역

코드(code) 영역

메모리의 코드(code) 영역은 실행할 프로그램의 코드가 저장되는 영역으로 텍스트(code) 영역이라고도 부릅니다.

CPU는 코드 영역에 저장된 명령어를 하나씩 가져가서 처리하게 됩니다.

데이터(data) 영역

메모리의 데이터(data) 영역은 프로그램의 전역 변수와 정적(static) 변수가 저장되는 영역입니다.

데이터 영역은 프로그램의 시작과 함께 할당되며, 프로그램이 종료되면 소멸합니다.

스택(stack) 영역

메모리의 스택(stack) 영역은 함수의 호출과 관계되는 지역 변수와 매개변수가 저장되는 영역입니다.

스택 영역은 함수의 호출과 함께 할당되며, 함수의 호출이 완료되면 소멸합니다.

이렇게 스택 영역에 저장되는 함수의 호출 정보를 스택 프레임(stack frame)이라고 합니다.

스택 영역은 푸시(push) 동작으로 데이터를 저장하고, 팝(pop) 동작으로 데이터를 인출합니다.

이러한 스택은 후입선출(LIFO, Last-In First-Out) 방식에 따라 동작하므로, 가장 늦게 저장된 데이터가 가장 먼저 인출됩니다.

스택 영역은 메모리의 높은 주소에서 낮은 주소의 방향으로 할당됩니다.

힙(heap) 영역

메모리의 힙(heap) 영역은 사용자가 직접 관리할 수 있는 ‘그리고 해야만 하는’ 메모리 영역입니다.

힙 영역은 사용자에 의해 메모리 공간이 동적으로 할당되고 해제됩니다.

힙 영역은 메모리의 낮은 주소에서 높은 주소의 방향으로 할당됩니다.

스택과 힙의 장단점

스택

매우 빠른 액세스

변수를 명시 적으로 할당 해제 할 필요가 없습니다.

공간은 CPU에 의해 효율적으로 관리되고 메모리는 단편화되지 않습니다.

지역 변수 만

스택 크기 제한 (OS에 따라 다름)

변수의 크기를 조정할 수 없습니다.

힙

변수는 전역 적으로 액세스 할 수 있습니다.

메모리 크기 제한 없음

(상대적으로) 느린 액세스

효율적인 공간 사용을 보장하지 못하면 메모리 블록이 할당 된 후 시간이 지남에 따라 메모리가 조각화되어 해제 될 수 있습니다.

메모리를 관리해야합니다 (변수를 할당하고 해제하는 책임이 있습니다)

변수는 C언어 realloc() or 자바 new

 

원문 : https://junghyun100.github.io/힙-스택차이점/