Memória Heap e Stack
Quando um programa é executado, a memória é alocada para armazenar variáveis e dados temporários. Duas áreas principais de memória são comumente utilizadas: stack e heap.
O que é Stack?
A stack (ou pilha) é uma região de memória usada para armazenar variáveis locais e informações das funções em execução. Cada vez que uma função é chamada, um novo bloco (chamado de frame) é adicionado à stack, contendo:
- Parâmetros da função
- Variáveis locais (especialmente tipos primitivos)
- Endereço de retorno (para saber para onde voltar após a execução da função)
Quando a função termina, esse bloco é removido automaticamente. A stack segue o modelo LIFO (Last In, First Out): o último item adicionado é o primeiro a ser removido. Isso torna a stack muito eficiente, mas ela possui um tamanho limitado, determinado pelo sistema operacional ou pelo runtime.
Características da Stack
- Alocação e liberação automáticas (gerenciadas pelo próprio runtime)
- Extremamente rápida e eficiente
- Tamanho limitado (pode causar stack overflow em casos de recursão profunda, por exemplo)
- Usada para variáveis locais, chamadas de função e controle de fluxo
O que é Heap?
A heap é uma área de memória usada para alocação dinâmica, ou seja, memória reservada durante a execução do programa conforme a necessidade.
- Em linguagens de baixo nível (como C e C++), o programador é responsável por alocar (
malloc) e liberar (free) essa memória manualmente. - Em linguagens de alto nível (como Java, JavaScript, Python, C#), o gerenciamento da heap é feito automaticamente por mecanismos de garbage collection (coletor de lixo), que libera a memória não mais utilizada.
A heap é geralmente utilizada para armazenar objetos e estruturas de dados de maior duração e complexidade, como listas, árvores, grafos, etc.
Características da Heap
- Alocação e liberação manual (em C/C++) ou automática via garbage collector (em linguagens modernas)
- Permite criar estruturas de dados dinâmicas e flexíveis
- Mais lenta que a stack (devido à complexidade de gerenciamento)
- Tamanho geralmente muito maior que a stack
- Possibilidade de vazamentos de memória caso a liberação não seja feita corretamente (em linguagens sem garbage collector)
Diferenças entre Stack e Heap
| Stack | Heap |
|---|---|
| Alocação automática | Alocação manual (C/C++) ou automática (GC) |
| Muito rápida | Mais lenta |
| Tamanho limitado | Tamanho geralmente maior |
| Usada para variáveis locais e chamadas de função | Usada para objetos e estruturas dinâmicas |
| Liberação automática | Liberação manual ou automática (GC) |
| Menor risco de vazamentos | Risco de vazamento em algumas situações |
Resumo
- Stack: usada para dados temporários e chamadas de função, com gerenciamento automático e muito eficiente.
- Heap: usada para alocação dinâmica de objetos e estruturas de dados mais complexas, com gerenciamento manual ou automático dependendo da linguagem.
Entender como funcionam stack e heap é fundamental para escrever programas eficientes, escaláveis e com bom gerenciamento de memória.