很多时候我们会把堆和栈合起来叫作堆栈。在数据结构里，一般堆栈就是指的后进先出的栈（stack），但在程序内存中，堆和栈都是内存中的一种，都可以用来存放计算数据，但是堆和栈又是有区别的。
堆和栈在程序的布局中是两个不同的组成部分。事实上，堆和栈都是内存的一个组成部分，通常把堆和栈联合起来称为堆栈。实际上堆是堆，栈是栈，堆和栈是完全不同的两个概念。下面从多个方面来区分堆（Heap）和栈（Stack）。
堆：由程序员负责申请，并提供申请的大小。在C语言中堆内存的分配是用malloc()函数或realloc()来完成的；在C++中用new运算符来分配。堆在使用完成后，也须由程序员显式的释放。在C语言中释放的函数为free()，在C++中是用delete操作符负责释放。若程序员忘记释放，就可能发生内存泄漏。程序结束时可能由OS回收。
栈：由系统自动分配与释放。例如，声明在函数中一个局部变量 int b；系统自动在栈中为b开辟空间。栈用语存放函数的参数值，局部变量的值等。
在内存资源分配的具体实现上，堆和栈也是有区别的：
堆：堆的分配是通过操作系统的一个记录空闲内存地址的链表来实现的。当系统收到程序的申请时，会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序，另外，对于大多数系统，会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小，这样代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。
栈：每个进程都拥有自己的一个固定连续的栈空间。在系统分配的时候，只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。
堆：是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的，自然是不连续的，而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。
栈：在Windows下，栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在Windows下，栈的大小是固定的（是一个编译时就确定的常数），如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示栈溢出。因此，能从栈获得的空间较小。
Windows:
应用栈：默认1M，编译指令/stack可改设其他值
内核栈：系统根据CPU架构而定，x86系统上为12KB，x64系统上为24KB，安腾系统上为32KB
Linux:
内核栈：4K或8K
在thread_info.h：
#ifdef CONFIG_4KSTACKS #define THREAD_SIZE (4096) #else #define THREAD_SIZE (8192)
应用层：10M
堆：是由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片，不过用起来最方便。值得注意的是，在Windows下，最好的方式是用 VirtualAlloc()分配内存，它既不是在堆也不是在栈，而是直接在进程的地址空间中保留一块内存，该方式虽然用起来最不方便，但是速度却更快，也最灵活。
栈：由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。
堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小，剩余部分存储的内容由由程序员根据程序计算的需要决定。
栈：栈是用来记录程序执行时函数调用过程中的活动记录（栈帧）。在函数调用时首先入栈的是参数，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈，然后是返回地址，紧接着是老ebp寄存器中的值，然后是分配函数中的局部变量。需要特别指出的是，静态变量存储在静态存储区，所以不入栈。当本次函数调用结束后，按照栈后进先出的顺序退栈，即局部变量先出栈，然后是老ebp和返回地址，然后是各个参数，最后栈顶指针指向最开始存的地址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。
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内存为啥要分堆栈在编程里，要是全部只用堆或者全部只用栈，行不行？
硬件上这两者并没有什么特别的不同，主要是逻辑上的区别，由操作系统负责管理，因为为了提高内存的使用效率，要及时释放不需要的内存，有的内存需要一直使用，有的内存只是临时占用，前者就是堆 ，后者就是栈。理论上全用堆是可行的，但是这就要求程序员自己管理内存，不要操作系统介入，记得及时释放，否则很快就会消耗完。
栈：就像我第一句话说的，本没有什么堆栈之分，但是编程语言的出现，就有了一个概念“函数”，这个函数之间是可以相互调用的（彼此的局部变量可以通过不同的传参类型，被调函数可以独立于调用函数，也可以影响调用函数），也可以嵌套调用，调用时，需要回归到原来的代码执行顺序，需要一个先进后出的机制（就像经过若干十字路口到了一个地方后，归程时其记忆的路口需要按先进后出的顺序取出）。那么这时栈就出现了，而且它还有一个特点那就是线程独有（所以可以存放我们的临时变量），生命周期是随线程的。当然我所说的是内存栈的意思，其实“栈”就是个数据结构，是一种限定仅在表尾进行插入和删除操作的线性表，这个特性不正好是符合我刚才说的先进后出嘛。所以你可以这么理解c++或者java（jvm）中的内存栈的概念，就是编程语言的作者为了管理内存使用了“栈”这种数据结构（说的再细点就是现代CPU体系结构决定了栈是管理函数调用和局部变量的最佳数据结构。因为CPU已经提供了现成的指令）。
堆：可算是一种特殊的数据结构，好像我们经常使用的二叉树。内存堆这个解释起来就更简单了，就是一块能自由分配的内存。它允许程序在运行时动态地申请某个大小的内存空间，比如：程序员向操作系统申请一块内存，当系统收到程序的申请时，会遍历一个记录空闲内存地址的链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序。其特点就是分配的速度较慢，地址不连续，容易碎片化并且是由程序员申请，同时也必须由程序员负责销毁，否则导致内存泄露。像在java这种高级语言中，我们不比担心内存回收的问题，那是因为jvm已经在帮我们处理了。
一、栈
栈具有先进后出，后进先出特性，连续存储，操作简单，使用方便，无需管理，大部分芯片都对栈提供芯片级别的硬件支持，只需要移动指针就可以快速实现内存的分配和回收。比如局部变量使用栈内存，减少不必要的内存分配管理。
栈创建和删除的时间复杂度是O(1)，速度快。但是不利于管理大内存，栈中的数据大小和生存周期都是确定的，缺乏灵活性。
二、堆
堆内存的管理机制相对复杂，有一套相应的分配策略，防止大量小碎片出现，同时加快查找。堆用于动态创建分配内存，创建和删除节点的时间复杂度是O(logn)。
堆的回收机制也复杂很多，根据内存大小不同，数据生命周期不同，采用相应的回收机制，涉及操作系统的堆管理。
因为堆内存的管理和申请相对复杂，更消耗系统资源，通常生命周期更长使用范围更广的全局变量使用堆内存。
堆和栈是不能相互替代的。程序的结构是前部是栈，中部是程序体，后部是堆。前部和中部是链接的时候由编译器算好了的，执行过程中是固定不变的。而后部则可以随着程序的执行而改变长度。
那么为什么要把内存分成堆和栈呢？
栈是用来存储程序初期设定的变量的，这些变量在程序执行之前就要准备好。因此栈要放在程序的前部并且固定位置，否则程序就不知道该到那里去找这些变量。而程序的运行结果往往是不能预先确定的，所以把堆放在后部以便可以提供足够的内存保存运算结果。
至于栈用先进后出的方式，读写速度高，这是针对它的长度固定的特征设计出来的。而堆为了保持可扩张的特性，也设计了类似于二叉树的索引方式，以便可以高速地寻址，并可以方便地释放内存空间。
堆，是自由分配的内存，几乎在程序运行的任意时间都可以申请获得任意的大小（假设空闲内存充足），使用完之后在任意时间都可以释放。堆灵活的使用规则可以提高内存的使用效率，就是在需要时按需分配，不需要时释放以作他用。
栈，是遵守后进先出顺序的内存，只有运行到所在的作用域才会分配，在作用域内屏蔽掉之前同名的内存的访问，在退出作用域时释放掉以让之前同名的内存能被访问。栈的后进先出顺序有效地解决同名内存的问题，并有助于编程者掌控逻辑结构（例如函数调用等）。
如果把内存比作火箭的推进器，堆就是助推器，栈是主体的各级推进器。助推器可根据实际需要不安装、少安装或多安装，并且可随时分离。主体各级推进器，要先安装最高一级再安装下一级，最后安装一级推进器，使用的时候和安装是相反的顺序，只有下一级的推进器分离了才能使用上一级的。