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Alterações ortográficas, gramaticais e algumas adições de formatação.
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Um heap (ou monte, ok, ninguém traduz isso) é a organização de memória mais flexível que permite o uso de qualquer área lógica disponível.

A maioria das arquiteturas de computadores modernos e populares não temtêm grandes facilidades para manipular essa stack de memória (costuma ter só o registrador de ponteiro de pilha), assim. Assim como o heap, apesar que neste caso, instruções que ajudam manipular memória virtual, de uma certa forma ajudam a organizar o heap, mas isso vale pra toda memória, não só o heap.

o sistema operacional estáos sistemas operacionais estão bem cientecientes destes conceitos, e é fundamental que eles possuam alguma forma, mesmo que limitada, para manipular a memória das aplicações, principalmente nos sistemas modernos e de utilidade geral. Os sistemas modernos possuem um gerenciamento complexo, através do que se convencionou chamar de memória virtual que também é, um conceito também abstrato, muitas vezes mal compreendido.

Em Assembly ou C é muito comum ter contato com esse gerenciamento de memória. Em Assembly é comum manipular a stack quase diretamente, e em ambas linguagens, pelo menos a alocação e desalocação do heap devem ser feitas manualmente através da API do sistema operacional. Em C a stack é gerenciado pelo compilador, salvo alguma operação incomum que seja necessária.

Nada impede que se use alguma biblioteca que abstraia essa manipulação, mas isso só é comum em linguagens de mais alto nível. De fato, é muito comum que outras linguagens usem internamente a API do OSOS para fazer o gerenciamento pesado da memória, mas o acesso da memória no "varejo" é feito por um gerenciador próprio, em geral chamado de garbage collector (GC), através de técnicas de contagem de referências para um objeto no heap (há quem considere que isto não é uma técnica de garbage collector) ou de verificação posterior se háda existência de referências para o objeto no heap. Mesmo usando uma biblioteca mais abstrata, os conceitos permanecem.

Quanto mais alto nível, menos precisamse precisa gerenciar tudo isso, mas entender o funcionamento geral é importante em todas linguagens.

Linguagens que não precisam de performance podepodem deixar tudo no heap epara "facilitar" a compressão e acesso.

Em condições normais, a stack é alocadoalocada no início da execução da aplicação, mais precisamente no início da thread, mesmo que a aplicação só tenha a thread principal.

A grossoGrosso modo, podemos dizer que a aplicação tem total controle sobre a *stackstack, exceto quando acaba o espaço disponível nelepara ela.

A pilha funciona usado uma forma LIFO (Last in, First Out) ou UEPS (Último a entrar, primeiro a sair).

Deu para entender que cada thread tem sua própria stack, certo? E o tamanho da stack de cada thread criada pode ter seu tamanhoser definido antes da criação. Um valor default costuma ser usado.

A stack é consideradoconsiderada uma forma automática de alocação (muitas vezes confundida com estática que éestática alocação que ocorre junto aoà execução —, logo na sua carga). Tecnicamente, existe outra área da memória que realmente sejaé estática, que sejaé alocada antes do início da execução. A área efetivamente estática não pode ser manipulada, não pode ser escrita (pelo menos não deveria poder). A stack em si é estáticoestática, apesar de quedos seus dados não sejamserem, afinal, eles vão sendo colocados e abandonados conforme o seu uso, o seu gerenciamento é automático.

Também existe uma pilha de chamadas que é ondeaonde são armazenados os endereços para onde o ponteiro da pilha deve retornar quando termina a execução de uma função.

Efetivamente, estas alocações reais costumam ocorrer em blocos de tamanho fixo chamados de páginas. Isso evita a aplicação fazer dezenas ou centenas de pequenas alocações que fragmentariafragmentariam a memória de forma extrema, e evita chamadas ao sistema operacional, que troca contexto e costuma ser bem mais lento. Em geral todo sistema de alocação da memória aloca mais do que precisa e vai dando acesso à aplicação conforme ela precisa, em alguns casos, ele quase simula uma stack, por algum tempo, ou fazerfaz reorganização da memória (através de um GCGC compactador).

Fica claro que o heap não é uma área da memória, mesmo conceituando abstratamente, ele é um conjunto de pequenas áreas da memória. Fisicamente ele costuma ser fragmentado por toda a memória. Essas partes são muito flexíveis noem tamanho e tempo de vida.

Por razões de segurança, é bom saber que desalocar é um conceito abstrato também. Costuma ser possível acessar dados de uma aplicação mesmo depois que ela tenha terminado. O conteúdo só é apagado por pedido manual ou quando uma área disponível sejaé escrita novamente.

A alocação no heap "custa" caro. Muitas tarefas devem ser realizados pelo sistema operacional para garantir a perfeita alocação de uma área para um trecho dele, principalmente em ambientes concorrentes, muito (muito comuns hoje em dia), e mesmo quando não precisa do SO, ainda tem um algoritmo complexo para alocar. Desalocar, ou disponibilizar de volta uma área também tem seu custo, em alguns casos para a alocação custar mais baratabarato a liberação custa bem caracaro (ironicamente pode ser controlada por várias pilhas).

O heap é acessado através de ponteiros. Mesmo em linguagens que não exista o conceito de ponteiros disponíveisdisponível para o programador, isto é realizado internamente de forma transparente.

A alocação de ambos costumamcostuma ser realizadosrealizada na RAM, mas nada impede que seja alocado em outro local. A memória virtual pode colocar todo ou parte da stack ou do heap em memória de massa, por exemplo.

Um heap (ou monte, ok, ninguém traduz isso) é a organização de memória mais flexível que permite o uso de qualquer área lógica disponível.

A maioria das arquiteturas de computadores modernos e populares não tem grandes facilidades para manipular essa stack de memória (costuma ter só o registrador de ponteiro de pilha), assim como o heap, apesar que neste caso, instruções que ajudam manipular memória virtual de uma certa forma ajudam a organizar o heap, mas isso vale pra toda memória, não só o heap.

o sistema operacional está bem ciente destes conceitos e é fundamental que eles possuam alguma forma, mesmo que limitada, para manipular a memória das aplicações, principalmente nos sistemas modernos e de utilidade geral. Os sistemas modernos possuem um gerenciamento complexo através do que se convencionou chamar de memória virtual que também é um conceito abstrato, muitas vezes mal compreendido.

Em Assembly ou C é muito comum ter contato com esse gerenciamento de memória. Em Assembly é comum manipular a stack quase diretamente e em ambas linguagens pelo menos a alocação e desalocação do heap devem ser feitas manualmente através da API do sistema operacional. Em C a stack é gerenciado pelo compilador, salvo alguma operação incomum que seja necessária.

Nada impede que se use alguma biblioteca que abstraia essa manipulação, mas isso só é comum em linguagens de mais alto nível. De fato é muito comum que outras linguagens usem internamente a API do OS para fazer o gerenciamento pesado da memória mas o acesso da memória no "varejo" é feito por um gerenciador próprio, em geral chamado de garbage collector através de técnicas de contagem de referências para um objeto no heap (há quem considere que isto não é uma técnica de garbage collector) ou de verificação posterior se há referências para o objeto no heap. Mesmo usando uma biblioteca mais abstrata, os conceitos permanecem.

Quanto mais alto nível, menos precisam gerenciar tudo isso, mas entender o funcionamento geral é importante em todas linguagens.

Linguagens que não precisam de performance pode deixar tudo no heap e "facilitar" a compressão e acesso.

Em condições normais, a stack é alocado no início da execução da aplicação, mais precisamente no início da thread, mesmo que a aplicação só tenha a thread principal.

A grosso modo podemos dizer que a aplicação tem total controle sobre a *stack, exceto quando acaba o espaço disponível nele.

A pilha funciona usado uma forma LIFO (Last in First Out) ou UEPS (Último a entrar, primeiro a sair).

Deu para entender que cada thread tem sua própria stack, certo? E o tamanho da stack de cada thread criada pode ter seu tamanho definido antes da criação. Um valor default costuma ser usado.

A stack é considerado uma forma automática de alocação (muitas vezes confundida com estática que é alocação que ocorre junto ao execução logo na sua carga. Tecnicamente existe outra área da memória que realmente seja estática, que seja alocada antes do início da execução. A área efetivamente estática não pode ser manipulada, não pode ser escrita (pelo menos não deveria poder). A stack em si é estático, apesar de que seus dados não sejam, afinal eles vão sendo colocados e abandonados conforme o seu uso, o seu gerenciamento é automático.

Também existe uma pilha de chamadas que é onde são armazenados os endereços para onde o ponteiro da pilha deve retornar quando termina a execução de uma função.

Efetivamente estas alocações reais costumam ocorrer em blocos de tamanho fixo chamados de páginas. Isso evita a aplicação fazer dezenas ou centenas de pequenas alocações que fragmentaria a memória de forma extrema e evita chamadas ao sistema operacional que troca contexto e costuma ser bem mais lento. Em geral todo sistema de alocação da memória aloca mais do que precisa e vai dando acesso à aplicação conforme ela precisa, em alguns casos, ele quase simula uma stack, por algum tempo, ou fazer reorganização da memória (através de um GC compactador).

Fica claro que o heap não é uma área da memória, mesmo conceituando abstratamente, ele é um conjunto de pequenas áreas da memória. Fisicamente ele costuma ser fragmentado por toda a memória. Essas partes são muito flexíveis no tamanho e tempo de vida.

Por razões de segurança é bom saber que desalocar é um conceito abstrato também. Costuma ser possível acessar dados de uma aplicação mesmo depois que ela tenha terminado. O conteúdo só é apagado por pedido manual ou quando uma área disponível seja escrita novamente.

A alocação no heap "custa" caro. Muitas tarefas devem ser realizados pelo sistema operacional para garantir a perfeita alocação de uma área para um trecho dele, principalmente em ambientes concorrentes, muito comuns hoje em dia, e mesmo quando não precisa do SO ainda tem um algoritmo complexo para alocar. Desalocar, ou disponibilizar de volta uma área também tem seu custo, em alguns casos para a alocação custar mais barata a liberação custa bem cara (ironicamente pode ser controlada por várias pilhas).

O heap é acessado através de ponteiros. Mesmo em linguagens que não exista o conceito de ponteiros disponíveis para o programador, isto é realizado internamente de forma transparente.

A alocação de ambos costumam ser realizados na RAM, mas nada impede que seja alocado em outro local. A memória virtual pode colocar todo ou parte da stack ou do heap em memória de massa, por exemplo.

Um heap (ou monte ok, ninguém traduz isso) é a organização de memória mais flexível que permite o uso de qualquer área lógica disponível.

A maioria das arquiteturas de computadores modernos e populares não têm grandes facilidades para manipular essa stack de memória (costuma ter só o registrador de ponteiro de pilha). Assim como o heap, apesar que neste caso, instruções que ajudam manipular memória virtual, de uma certa forma ajudam a organizar o heap, mas isso vale pra toda memória, não só o heap.

os sistemas operacionais estão bem cientes destes conceitos, e é fundamental que eles possuam alguma forma mesmo que limitada para manipular a memória das aplicações, principalmente nos sistemas modernos e de utilidade geral. Os sistemas modernos possuem um gerenciamento complexo, através do que se convencionou chamar de memória virtual, um conceito também abstrato, muitas vezes mal compreendido.

Em Assembly ou C é muito comum ter contato com esse gerenciamento de memória. Em Assembly é comum manipular a stack quase diretamente, e em ambas linguagens, pelo menos a alocação e desalocação do heap devem ser feitas manualmente através da API do sistema operacional. Em C a stack é gerenciado pelo compilador, salvo alguma operação incomum que seja necessária.

Nada impede que se use alguma biblioteca que abstraia essa manipulação, mas isso só é comum em linguagens de mais alto nível. De fato, é muito comum que outras linguagens usem internamente a API do OS para fazer o gerenciamento pesado da memória, mas o acesso da memória no "varejo" é feito por um gerenciador próprio, em geral chamado de garbage collector (GC), através de técnicas de contagem de referências para um objeto no heap (há quem considere que isto não é uma técnica de garbage collector) ou de verificação posterior da existência de referências para o objeto no heap. Mesmo usando uma biblioteca mais abstrata, os conceitos permanecem.

Quanto mais alto nível, menos se precisa gerenciar tudo isso, mas entender o funcionamento geral é importante em todas linguagens.

Linguagens que não precisam de performance podem deixar tudo no heap para "facilitar" a compressão e acesso.

Em condições normais, a stack é alocada no início da execução da aplicação, mais precisamente no início da thread, mesmo que a aplicação só tenha a thread principal.

Grosso modo, podemos dizer que a aplicação tem total controle sobre a stack, exceto quando acaba o espaço disponível para ela.

A pilha funciona usado uma forma LIFO (Last in, First Out) ou UEPS (Último a entrar, primeiro a sair).

Deu para entender que cada thread tem sua própria stack, certo? E o tamanho da stack de cada thread criada pode ser definido antes da criação. Um valor default costuma ser usado.

A stack é considerada uma forma automática de alocação (muitas vezes confundida com estática alocação que ocorre junto à execução —, logo na sua carga). Tecnicamente, existe outra área da memória que realmente é estática, que é alocada antes do início da execução. A área efetivamente estática não pode ser manipulada, não pode ser escrita (pelo menos não deveria poder). A stack em si é estática, apesar dos seus dados não serem, afinal, eles vão sendo colocados e abandonados conforme o seu uso, o seu gerenciamento é automático.

Também existe uma pilha de chamadas que é aonde são armazenados os endereços para onde o ponteiro da pilha deve retornar quando termina a execução de uma função.

Efetivamente, estas alocações reais costumam ocorrer em blocos de tamanho fixo chamados de páginas. Isso evita a aplicação fazer dezenas ou centenas de pequenas alocações que fragmentariam a memória de forma extrema, e evita chamadas ao sistema operacional, que troca contexto e costuma ser bem mais lento. Em geral todo sistema de alocação da memória aloca mais do que precisa e vai dando acesso à aplicação conforme ela precisa, em alguns casos, ele quase simula uma stack, por algum tempo, ou faz reorganização da memória (através de um GC compactador).

Fica claro que o heap não é uma área da memória, mesmo conceituando abstratamente, ele é um conjunto de pequenas áreas da memória. Fisicamente ele costuma ser fragmentado por toda a memória. Essas partes são muito flexíveis em tamanho e tempo de vida.

Por razões de segurança, é bom saber que desalocar é um conceito abstrato também. Costuma ser possível acessar dados de uma aplicação mesmo depois que ela tenha terminado. O conteúdo só é apagado por pedido manual ou quando uma área disponível é escrita novamente.

A alocação no heap "custa" caro. Muitas tarefas devem ser realizados pelo sistema operacional para garantir a perfeita alocação de uma área para um trecho dele, principalmente em ambientes concorrentes (muito comuns hoje em dia), e mesmo quando não precisa do SO, ainda tem um algoritmo complexo para alocar. Desalocar ou disponibilizar de volta uma área também tem seu custo, em alguns casos para a alocação custar mais barato a liberação custa bem caro (ironicamente pode ser controlada por várias pilhas).

O heap é acessado através de ponteiros. Mesmo em linguagens que não exista o conceito de ponteiros disponível para o programador, isto é realizado internamente de forma transparente.

A alocação de ambos costuma ser realizada na RAM, mas nada impede que seja em outro local. A memória virtual pode colocar todo ou parte da stack ou do heap em memória de massa, por exemplo.

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UmUma stack (ou pilha), neste contexto, é uma forma otimizada para organizar dados na memória alocados em sequência e abandonados (sim, normalmente não há desalocação) em sequência invertida a da entrada.

PilhaPilha/Stack

MonteMonte?Heap

Os dois conceitos da pergunta são abstratos. Não existe fisicamente uma área da memória específica para oa stack (e muito menos sua área é fisicamente empilhada) e não existe uma área reservada para o heap, pelo contrário, ele costuma ser bastante fragmentado. Usamos o conceito para entender melhor o funcionamento e suas implicações, principalmente no caso da pilha.

A maioria das arquiteturas de computadores modernos e populares não tem grandes facilidades para manipular esseessa stack de memória (costuma ter só o registrador de ponteiro de pilha), assim como o heap, apesar que neste caso, instruções que ajudam manipular memória virtual de uma certa forma ajudam a organizar o heap, mas isso vale pra toda memória, não só o heap.

Em Assembly ou C é muito comum ter contato com esse gerenciamento de memória. Em Assembly é comum manipular oa stack quase diretamente e em ambas linguagens pelo menos a alocação e desalocação do heap devem ser feitas manualmente através da API do sistema operacional. Em C oa stack é gerenciado pelo compilador, salvo alguma operação incomum que seja necessária.

Em condições normais, oa stack é alocado no início da execução da aplicação, mais precisamente no início da thread, mesmo que a aplicação só tenha a thread principal.

OA stack é uma porção contígua de memória reservada para empilhar os dados necessários durante a execução de blocos de código.

Cada necessidade de alocação é um trecho doda stack que vai sendo usado sempre em sequência determinado por um marcador, ou seja, um apontador, um ponteiro, se "movimenta" para indicar que uma nova parte na sequência desta porção reservada está comprometida.

A alocação de cada trecho da memória não existe nona stack, é apenas o movimento deste ponteiro indicando que aquela área será usada por algum dado.

A grosso modo podemos dizer que a aplicação tem total controle sobre oa *stack, exceto quando acaba o espaço disponível nele.

Existem recursos para alterar manualmente o tamanho doda stack, mas isso é incomum.

O escopo de uma variável costuma definir o tempo de alocação nona stack. Os dados usados como parâmetros e retorno de funções são alocados nona stack. Por isso a pilha de chamadas de função se confunde com a pilha da memória.

Podemos dizer que os parâmetros são as primeiras variáveis de uma função alocadas nona stack. O acesso aos dados nona stack costuma ser feito de forma direta, mas há indireções também.

Deu para entender que cada thread tem seu própriosua própria stack, certo? E o tamanho doda stack de cada thread criada pode ter seu tamanho definido antes da criação. Um valor default costuma ser usado.

OA stack é considerado uma forma automática de alocação (muitas vezes confundida com estática que é alocação que ocorre junto ao execução logo na sua carga. Tecnicamente existe outra área da memória que realmente seja estática, que seja alocada antes do início da execução. A área efetivamente estática não pode ser manipulada, não pode ser escrita (pelo menos não deveria poder). OA stack em si é estático, apesar de que seus dados não sejam, afinal eles vão sendo colocados e abandonados conforme o seu uso, o seu gerenciamento é automático.

Assim como no heap, não é possível alocar dados nona stack antes de saber seu tamanho (não precisa saber na hora de compilar, mas sim na hora de executar a alocação, mas nona stack tem algumas restrições). Mas se o tamanho for indeterminado em tempo de compilação ou pode ser determinado como possivelmente grande (talvez poucas dezenas de bytes), provavelmente a alocação deva ocorrer no heap.

Linguagens de alto nível predeterminam isto. Outras deixam o programador ter mais controle, podendo até mesmo abusar doda stack se for útil e o programador souber o que está fazendo.

O famoso stack overflow ocorre quando você tenta alocar algo nona stack e não há espaço reservado disponível. Também pode, em alguns casos se a linguagem prover mecanismos que permitam, haver overflow de um dado em cima de outro que venha a seguir na pilha. Execuções recursivas descontroladas causam stack overflow.

O heap, ao contrário doda stack, não impõe um modelo, um padrão de alocação de memória. Isso não é muito eficiente mas é bastante flexível.

De certa forma podemos dizer que oa stack como um todo é o primeiro objeto alocado no heap.

Efetivamente estas alocações reais costumam ocorrer em blocos de tamanho fixo chamados de páginas. Isso evita a aplicação fazer dezenas ou centenas de pequenas alocações que fragmentaria a memória de forma extrema e evita chamadas ao sistema operacional que troca contexto e costuma ser bem mais lento. Em geral todo sistema de alocação da memória aloca mais do que precisa e vai dando acesso à aplicação conforme ela precisa, em alguns casos, ele quase simula umuma stack, por algum tempo, ou fazer reorganização da memória (através de um GC compactador).

Até existem formas de evitar as chamadas ao sistema operacional para cada alocação necessária, mas ainda assim o "custo" de processamento disto é considerado alto. Manter listas (em alguns casos ligadas) de áreas ou páginas alocadas não é algo trivial para o processador, pelo menos comparando com o movimento do ponteiro que é necessário nona stack.

Note que no exemplo, um objeto do tipo class1 é alocado no heap. Mas há uma referência para este objeto, que é alocada nona stack (em alguns casos poderia não estar).

Esta alocação é necessária porque o tamanho do objeto pode ser muito grande para caber nona stack (ou pelo menos ocupar uma parte considerável), ou porque ele pode sobreviver por mais tempo do que a função que criou ele.

Se estivesse nona stack a "única" forma de mantê-lo "vivo" seria copiando para a função chamadora, e assim sucessivamente para todas as outras, onde ele seja necessário. Imagine como isso sai "caro". Da forma como é organizado, só a referência, que é curta, é que precisa ser copiada, e isto pode ser feito só usando registradores, super rápido.

Então o runtime de uma linguagem de programação se comunica com o OS para gerenciar a memória. Se esse runtime é exposto para o programador depende do objetivo da linguagem. Em linguagens chamadas "gerenciadas", tudo isso ocorre, os dois conceitos existem e precisam ser entendidos, mas você não tem que manipular manualmente o heap. Ele passa ser tão transparente quanto oa stack é em outras linguagens mais baixo nível (exceto Assembly).

A alocação de ambos costumam ser realizados na RAM, mas nada impede que seja alocado em outro local. A memória virtual pode colocar todo ou parte doda stack ou do heap em memória de massa, por exemplo.

Um stack (ou pilha), neste contexto, é uma forma otimizada para organizar dados na memória alocados em sequência e abandonados (sim, normalmente não há desalocação) em sequência invertida a da entrada.

Pilha

Monte

Os dois conceitos da pergunta são abstratos. Não existe fisicamente uma área da memória específica para o stack (e muito menos sua área é fisicamente empilhada) e não existe uma área reservada para o heap, pelo contrário, ele costuma ser bastante fragmentado. Usamos o conceito para entender melhor o funcionamento e suas implicações, principalmente no caso da pilha.

A maioria das arquiteturas de computadores modernos e populares não tem grandes facilidades para manipular esse stack de memória (costuma ter só o registrador de ponteiro de pilha), assim como o heap, apesar que neste caso, instruções que ajudam manipular memória virtual de uma certa forma ajudam a organizar o heap, mas isso vale pra toda memória, não só o heap.

Em Assembly ou C é muito comum ter contato com esse gerenciamento de memória. Em Assembly é comum manipular o stack quase diretamente e em ambas linguagens pelo menos a alocação e desalocação do heap devem ser feitas manualmente através da API do sistema operacional. Em C o stack é gerenciado pelo compilador, salvo alguma operação incomum que seja necessária.

Em condições normais, o stack é alocado no início da execução da aplicação, mais precisamente no início da thread, mesmo que a aplicação só tenha a thread principal.

O stack é uma porção contígua de memória reservada para empilhar os dados necessários durante a execução de blocos de código.

Cada necessidade de alocação é um trecho do stack que vai sendo usado sempre em sequência determinado por um marcador, ou seja, um apontador, um ponteiro, se "movimenta" para indicar que uma nova parte na sequência desta porção reservada está comprometida.

A alocação de cada trecho da memória não existe no stack, é apenas o movimento deste ponteiro indicando que aquela área será usada por algum dado.

A grosso modo podemos dizer que a aplicação tem total controle sobre o *stack, exceto quando acaba o espaço disponível nele.

Existem recursos para alterar manualmente o tamanho do stack, mas isso é incomum.

O escopo de uma variável costuma definir o tempo de alocação no stack. Os dados usados como parâmetros e retorno de funções são alocados no stack. Por isso a pilha de chamadas de função se confunde com a pilha da memória.

Podemos dizer que os parâmetros são as primeiras variáveis de uma função alocadas no stack. O acesso aos dados no stack costuma ser feito de forma direta, mas há indireções também.

Deu para entender que cada thread tem seu próprio stack, certo? E o tamanho do stack de cada thread criada pode ter seu tamanho definido antes da criação. Um valor default costuma ser usado.

O stack é considerado uma forma automática de alocação (muitas vezes confundida com estática que é alocação que ocorre junto ao execução logo na sua carga. Tecnicamente existe outra área da memória que realmente seja estática, que seja alocada antes do início da execução. A área efetivamente estática não pode ser manipulada, não pode ser escrita (pelo menos não deveria poder). O stack em si é estático, apesar de que seus dados não sejam, afinal eles vão sendo colocados e abandonados conforme o seu uso, o seu gerenciamento é automático.

Assim como no heap, não é possível alocar dados no stack antes de saber seu tamanho (não precisa saber na hora de compilar, mas sim na hora de executar a alocação, mas no stack tem algumas restrições). Mas se o tamanho for indeterminado em tempo de compilação ou pode ser determinado como possivelmente grande (talvez poucas dezenas de bytes), provavelmente a alocação deva ocorrer no heap.

Linguagens de alto nível predeterminam isto. Outras deixam o programador ter mais controle, podendo até mesmo abusar do stack se for útil e o programador souber o que está fazendo.

O famoso stack overflow ocorre quando você tenta alocar algo no stack e não há espaço reservado disponível. Também pode, em alguns casos se a linguagem prover mecanismos que permitam, haver overflow de um dado em cima de outro que venha a seguir na pilha. Execuções recursivas descontroladas causam stack overflow.

O heap, ao contrário do stack, não impõe um modelo, um padrão de alocação de memória. Isso não é muito eficiente mas é bastante flexível.

De certa forma podemos dizer que o stack como um todo é o primeiro objeto alocado no heap.

Efetivamente estas alocações reais costumam ocorrer em blocos de tamanho fixo chamados de páginas. Isso evita a aplicação fazer dezenas ou centenas de pequenas alocações que fragmentaria a memória de forma extrema e evita chamadas ao sistema operacional que troca contexto e costuma ser bem mais lento. Em geral todo sistema de alocação da memória aloca mais do que precisa e vai dando acesso à aplicação conforme ela precisa, em alguns casos, ele quase simula um stack, por algum tempo, ou fazer reorganização da memória (através de um GC compactador).

Até existem formas de evitar as chamadas ao sistema operacional para cada alocação necessária, mas ainda assim o "custo" de processamento disto é considerado alto. Manter listas (em alguns casos ligadas) de áreas ou páginas alocadas não é algo trivial para o processador, pelo menos comparando com o movimento do ponteiro que é necessário no stack.

Note que no exemplo, um objeto do tipo class1 é alocado no heap. Mas há uma referência para este objeto, que é alocada no stack (em alguns casos poderia não estar).

Esta alocação é necessária porque o tamanho do objeto pode ser muito grande para caber no stack (ou pelo menos ocupar uma parte considerável), ou porque ele pode sobreviver por mais tempo do que a função que criou ele.

Se estivesse no stack a "única" forma de mantê-lo "vivo" seria copiando para a função chamadora, e assim sucessivamente para todas as outras, onde ele seja necessário. Imagine como isso sai "caro". Da forma como é organizado, só a referência, que é curta, é que precisa ser copiada, e isto pode ser feito só usando registradores, super rápido.

Então o runtime de uma linguagem de programação se comunica com o OS para gerenciar a memória. Se esse runtime é exposto para o programador depende do objetivo da linguagem. Em linguagens chamadas "gerenciadas", tudo isso ocorre, os dois conceitos existem e precisam ser entendidos, mas você não tem que manipular manualmente o heap. Ele passa ser tão transparente quanto o stack é em outras linguagens mais baixo nível (exceto Assembly).

A alocação de ambos costumam ser realizados na RAM, mas nada impede que seja alocado em outro local. A memória virtual pode colocar todo ou parte do stack ou do heap em memória de massa, por exemplo.

Uma stack (ou pilha), neste contexto, é uma forma otimizada para organizar dados na memória alocados em sequência e abandonados (sim, normalmente não há desalocação) em sequência invertida a da entrada.

Pilha/Stack

Monte?Heap

Os dois conceitos da pergunta são abstratos. Não existe fisicamente uma área da memória específica para a stack (e muito menos sua área é fisicamente empilhada) e não existe uma área reservada para o heap, pelo contrário, ele costuma ser bastante fragmentado. Usamos o conceito para entender melhor o funcionamento e suas implicações, principalmente no caso da pilha.

A maioria das arquiteturas de computadores modernos e populares não tem grandes facilidades para manipular essa stack de memória (costuma ter só o registrador de ponteiro de pilha), assim como o heap, apesar que neste caso, instruções que ajudam manipular memória virtual de uma certa forma ajudam a organizar o heap, mas isso vale pra toda memória, não só o heap.

Em Assembly ou C é muito comum ter contato com esse gerenciamento de memória. Em Assembly é comum manipular a stack quase diretamente e em ambas linguagens pelo menos a alocação e desalocação do heap devem ser feitas manualmente através da API do sistema operacional. Em C a stack é gerenciado pelo compilador, salvo alguma operação incomum que seja necessária.

Em condições normais, a stack é alocado no início da execução da aplicação, mais precisamente no início da thread, mesmo que a aplicação só tenha a thread principal.

A stack é uma porção contígua de memória reservada para empilhar os dados necessários durante a execução de blocos de código.

Cada necessidade de alocação é um trecho da stack que vai sendo usado sempre em sequência determinado por um marcador, ou seja, um apontador, um ponteiro, se "movimenta" para indicar que uma nova parte na sequência desta porção reservada está comprometida.

A alocação de cada trecho da memória não existe na stack, é apenas o movimento deste ponteiro indicando que aquela área será usada por algum dado.

A grosso modo podemos dizer que a aplicação tem total controle sobre a *stack, exceto quando acaba o espaço disponível nele.

Existem recursos para alterar manualmente o tamanho da stack, mas isso é incomum.

O escopo de uma variável costuma definir o tempo de alocação na stack. Os dados usados como parâmetros e retorno de funções são alocados na stack. Por isso a pilha de chamadas de função se confunde com a pilha da memória.

Podemos dizer que os parâmetros são as primeiras variáveis de uma função alocadas na stack. O acesso aos dados na stack costuma ser feito de forma direta, mas há indireções também.

Deu para entender que cada thread tem sua própria stack, certo? E o tamanho da stack de cada thread criada pode ter seu tamanho definido antes da criação. Um valor default costuma ser usado.

A stack é considerado uma forma automática de alocação (muitas vezes confundida com estática que é alocação que ocorre junto ao execução logo na sua carga. Tecnicamente existe outra área da memória que realmente seja estática, que seja alocada antes do início da execução. A área efetivamente estática não pode ser manipulada, não pode ser escrita (pelo menos não deveria poder). A stack em si é estático, apesar de que seus dados não sejam, afinal eles vão sendo colocados e abandonados conforme o seu uso, o seu gerenciamento é automático.

Assim como no heap, não é possível alocar dados na stack antes de saber seu tamanho (não precisa saber na hora de compilar, mas sim na hora de executar a alocação, mas na stack tem algumas restrições). Mas se o tamanho for indeterminado em tempo de compilação ou pode ser determinado como possivelmente grande (talvez poucas dezenas de bytes), provavelmente a alocação deva ocorrer no heap.

Linguagens de alto nível predeterminam isto. Outras deixam o programador ter mais controle, podendo até mesmo abusar da stack se for útil e o programador souber o que está fazendo.

O famoso stack overflow ocorre quando você tenta alocar algo na stack e não há espaço reservado disponível. Também pode, em alguns casos se a linguagem prover mecanismos que permitam, haver overflow de um dado em cima de outro que venha a seguir na pilha. Execuções recursivas descontroladas causam stack overflow.

O heap, ao contrário da stack, não impõe um modelo, um padrão de alocação de memória. Isso não é muito eficiente mas é bastante flexível.

De certa forma podemos dizer que a stack como um todo é o primeiro objeto alocado no heap.

Efetivamente estas alocações reais costumam ocorrer em blocos de tamanho fixo chamados de páginas. Isso evita a aplicação fazer dezenas ou centenas de pequenas alocações que fragmentaria a memória de forma extrema e evita chamadas ao sistema operacional que troca contexto e costuma ser bem mais lento. Em geral todo sistema de alocação da memória aloca mais do que precisa e vai dando acesso à aplicação conforme ela precisa, em alguns casos, ele quase simula uma stack, por algum tempo, ou fazer reorganização da memória (através de um GC compactador).

Até existem formas de evitar as chamadas ao sistema operacional para cada alocação necessária, mas ainda assim o "custo" de processamento disto é considerado alto. Manter listas (em alguns casos ligadas) de áreas ou páginas alocadas não é algo trivial para o processador, pelo menos comparando com o movimento do ponteiro que é necessário na stack.

Note que no exemplo, um objeto do tipo class1 é alocado no heap. Mas há uma referência para este objeto, que é alocada na stack (em alguns casos poderia não estar).

Esta alocação é necessária porque o tamanho do objeto pode ser muito grande para caber na stack (ou pelo menos ocupar uma parte considerável), ou porque ele pode sobreviver por mais tempo do que a função que criou ele.

Se estivesse na stack a "única" forma de mantê-lo "vivo" seria copiando para a função chamadora, e assim sucessivamente para todas as outras, onde ele seja necessário. Imagine como isso sai "caro". Da forma como é organizado, só a referência, que é curta, é que precisa ser copiada, e isto pode ser feito só usando registradores, super rápido.

Então o runtime de uma linguagem de programação se comunica com o OS para gerenciar a memória. Se esse runtime é exposto para o programador depende do objetivo da linguagem. Em linguagens chamadas "gerenciadas", tudo isso ocorre, os dois conceitos existem e precisam ser entendidos, mas você não tem que manipular manualmente o heap. Ele passa ser tão transparente quanto a stack é em outras linguagens mais baixo nível (exceto Assembly).

A alocação de ambos costumam ser realizados na RAM, mas nada impede que seja alocado em outro local. A memória virtual pode colocar todo ou parte da stack ou do heap em memória de massa, por exemplo.

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