Comprendre la pile et la mémoire de tas

Si vous êtes un programmeur ou quelqu’un qui s’intéresse vivement aux ordinateurs, vous avez forcément rencontré la mémoire pile et tas. Beaucoup de gens utilisent à tort ces termes de manière interchangeable. Il est essentiel de savoir à quoi ressemble l’allocation de mémoire et en quoi l’allocation de pile et de tas diffère.

Vous connaissez peut-être les concepts de tas et de pile en tant que structures de données. Mais vous devez vous rappeler que l’allocation de mémoire de tas et de pile est un concept différent. Connaître ces principes fondamentaux peut faire toute la différence lors du débogage d’un problème de codage complexe ou face à un entretien d’embauche difficile. Lisez la suite pour comprendre l’allocation de mémoire de pile et de tas.

Allocation de mémoire de pile

L’allocation de mémoire de pile est une méthode d’allocation temporaire qui a lieu dans la pile d’appels de fonction. Le compilateur gère la mémoire à allouer aux variables temporaires créées par la fonction d’un programmeur. Une fois qu’il a complètement exécuté le code à l’intérieur d’une fonction, le compilateur libère automatiquement cette mémoire temporaire.

Un programme peut accéder très rapidement aux variables de la pile car elles sont stockées directement dans la mémoire principale. Une fonction ou une méthode peut également appeler une autre fonction/méthode. Il est donc essentiel que le compilateur gère efficacement les différentes variables pour chaque appel de fonction.

Crédit d’image : Wikimédia Commons

Un programme alloue de la mémoire de pile lorsqu’il appelle une fonction pour la première fois. Si un programmeur déclare une variable ou un tableau dans la fonction spécifique, le compilateur réservera de la mémoire supplémentaire sur la pile des appels de fonction.

Il est important de se rappeler que le compilateur effectue automatiquement l’allocation et la désallocation de la pile. Par conséquent, le programmeur n’a pas à s’en soucier. Cependant, il est recommandé de consommer le moins de mémoire de pile possible. Cela signifie écrire du code intelligemment, d’une manière qui ne nécessite aucune variable de méthode temporaire.

Les programmeurs commettent souvent l’erreur d’utiliser un pointeur pour accéder aux données dans la mémoire de la pile. Mais la pile d’appels de fonction est désallouée une fois la fonction renvoyée. Parfois, le pointeur renverra les données correctes même si la pile a été complètement désallouée. Mais la plupart du temps, le pointeur de mémoire invalide renverra une valeur indésirable. Il est toujours recommandé d’éviter une telle utilisation peu fiable des pointeurs.

Allocation de mémoire de tas

La mémoire allouée dans le tas est souvent appelée allocation de mémoire dynamique. Contrairement à la mémoire de la pile, c’est le travail du programmeur d’allouer et de libérer de la mémoire dans le tas. Vous pouvez considérer la mémoire de tas comme un morceau de mémoire disponible pour le programmeur.

La taille de la mémoire heap dépend de la taille de la mémoire virtuelle disponible pour le programme. L’accès à la mémoire de tas est plus lent par rapport aux données stockées dans la pile d’appels de fonction. Les programmeurs peuvent explicitement allouer et désallouer des blocs dans le tas. Cela leur permet d’enregistrer la valeur de retour des fonctions ou des variables sans se heurter à des valeurs inutiles et à des segments de mémoire écrasés.

Dans certains langages de programmation tels que C++, les programmeurs utilisent le Nouveau mot-clé pour allouer la taille de mémoire requise et effacer à désallouer. Il est également considéré comme une bonne pratique de réinitialiser les pointeurs sur null pour éviter un comportement indéfini.

Étant donné que le programmeur gère explicitement la mémoire de tas, il est responsable de la libérer avant de terminer le programme. Le fait de ne pas gérer correctement la mémoire explicitement déclarée peut entraîner des fuites de mémoire et des pointeurs pendants. Cela peut entraîner des pannes inattendues et indéfinies de votre code.

Un bon programmeur connaît sa mémoire

L’allocation de mémoire est une partie essentielle du fonctionnement des programmes. Un bon programmeur doit être efficace dans l’utilisation des ressources système. Comprendre les détails complexes de l’allocation de mémoire de pile et de tas vous permettra de devenir un meilleur programmeur.