什么是堆栈溢出？

Posted 2023-02-21

【中文标题】什么是堆栈溢出？

【英文标题】：What is a stack overflow?

【发布时间】：2010-11-09 18:08:32

【问题描述】：

什么是堆栈溢出错误？它可能出现在哪种类型的程序/编程语言中？是不是不太可能出现在 Web 应用代码中？

【问题讨论】：

en.wikipedia.org/wiki/Stack_overflow

【参考方案1】：

来自wikipedia，当然：

在软件中，当调用堆栈上使用过多内存时会发生堆栈溢出。在许多编程语言中，调用堆栈包含有限的内存量，通常在程序开始时确定。调用堆栈的大小取决于许多因素，包括编程语言、机器架构、多线程和可用内存量。当调用堆栈上使用了太多内存时，堆栈被称为溢出；通常会导致程序崩溃。1此类软件错误通常是由两种类型的编程错误之一引起的

【讨论】：

这不是我正在寻找的答案

【参考方案2】：

当您使用堆栈时会发生堆栈溢出（呃……）并且存在内存分配/读取问题。在“网络程序”中，正如你所说的（我假设你在谈论 html、php、JS），要么你不使用堆栈，要么使用的语言不允许低级内存控制来防止这些问题。

【讨论】：

缺乏对内存分配的控制不会防止堆栈溢出。

几乎每种语言都有一个调用堆栈，它是必需的，以便代码可以在子例程结束后返回到它所在的位置。这个调用栈一般是固定大小的，所以调用太多子程序后没有返回，栈满了会溢出。

【参考方案3】：

来自Wikipedia：

在软件中，发生堆栈溢出 当内存使用过多时 调用栈。在许多编程 语言，调用堆栈包含一个 内存有限，通常 在开始时确定 程序。

堆栈是一种数据结构，用于记录程序的子例程在完成执行时应将控制权返回到的位置。当子程序被调用时，返回地址被压入堆栈，当子程序完成执行时，返回地址被从堆栈中拉出。如果有很多子程序并且堆栈中没有空间，则会发生堆栈溢出。

堆栈中还用于存储局部变量，因此如果局部变量太大，则更有可能堆栈没有空间来存储它，如果是这种情况，也会发生堆栈溢出。

Wikipedia 包含一个漂亮的图表，描绘了当从另一个名为 DrawSquare 的子例程调用 DrawLine 子例程时的堆栈，我希望这张图有助于更好地理解堆栈结构。

堆栈溢出有两个主要原因：函数深度递归和堆栈变量过大。由于这些是几乎所有编程语言中的常用术语，除了语言的复杂性之外，还可能发生堆栈溢出。

Guffa 贡献： 堆栈与垃圾回收没有任何关系。现代应用程序具有更大的堆栈，这使得堆栈溢出的可能性略低，但除此之外没有任何区别。

【讨论】：

据我了解，这在带有垃圾收集功能的现代语言中也不会发生（至少没有那么多，我不太确定）。

当然它可以在脚本语言中发生。它们有一个调用栈，它自然会溢出。

@thebrokencube：编写一个没有良好退出条件的递归函数，并且在任何给定语言中都会出现堆栈溢出，我想说，不管是否收集垃圾。

@thebrokencube：堆栈与垃圾收集没有任何关系。现代应用程序具有更大的堆栈，这使得堆栈溢出的可能性略低，但除此之外没有任何区别。

@Fredrik Mörk - 好吧，除非它是尾递归并且您的语言进行尾调用优化。 ;)

【参考方案4】：

堆栈包含许多堆栈帧并存储在内存中。 每次调用函数时，都会在堆栈中添加一个新的堆栈帧。堆栈帧包含要传递给被调用函数的参数和返回地址，这样当被调用函数完成时，cpu 就知道返回到哪里，从而可以继续执行调用函数。堆栈帧还可能包含被调用函数的局部变量使用的内存。

在此示例中，调用 WriteCustomerDetails 的 Main 函数和调用 PrintToConsole 以写出 WriteCustomerDetails 函数查找的各个数据位：

'=======栈顶=====================' 功能：PrintToConsole Arg：约翰·史密斯，34 Acacia Avenue，23 岁 '---------------------------------------------------- ----------' 功能：WriteCustomerDetails Arg：约翰·史密斯 '---------------------------------------------------- ----------' 功能：主 '======栈底===================='

如果没有为堆栈保留足够的空间，则会发生堆栈溢出。通常堆栈位于一个大的连续内存块中，因此不会分成块，这意味着它需要一大块内存，这使得运行时很难尝试增加为堆栈保留的空间如果它填满了。

当意外编写调用自身的函数时，通常会发生堆栈溢出。有时函数调用自身是可以的，只要函数中有一个“if”或某个条件在某个时刻停止调用。这称为递归函数。但是，如果没有停止并且函数不断地调用自己，或者两个或多个函数不断地相互调用，那么它们很快就会吃掉所有的堆栈内存。当没有剩余时，您会遇到堆栈溢出并且程序崩溃。

这可能发生在任何程序中，它们不一定很复杂，它可能发生在运行网站的代码中。而且，它也可以出现在脚本语言中。

【参考方案5】：

当您使用过多的堆栈空间时会发生堆栈溢出。出现这种情况一般有两种情况：

第一种是当你在代码中有错误，导致没有退出的递归循环。例如从自身读取的属性：

public int Length 
   get 
      return Length;
   

第二个是递归循环太深。由于堆栈空间有限，您只能将算法嵌套一定次数。如果你的算法嵌套太深，以至于它在存在之前就用完了堆栈空间，你就会得到堆栈溢出。示例：

public bool Odd(int value) 
   if (value == 0) 
      return false;
    else 
      return !Odd(value - 1);
   

如果调用这个方法的值太大，会嵌套太深，导致堆栈溢出。

【讨论】：

两个示例中堆栈溢出的原因是递归。但是，确实还有另一个非常简单的原因：如果分配在堆栈上的（局部）变量或函数参数太大，通常会发生在数组中，请参阅en.wikipedia.org/wiki/Stack_overflow

【参考方案6】：

当分配给堆栈的内存耗尽时，系统会抛出堆栈溢出错误。

注意： 堆栈是只允许推送和弹出的内存。 您无法访问介于两者之间的值。 它遵循 LIFO。

【参考方案7】：

当堆栈逻辑结构因没有基本/终止条件的递归方法调用而变得太满时，就会发生堆栈溢出。在典型的程序中，您的原始变量（例如整数、浮点数等）存储在物理内存中，而您的方法调用存储在逻辑数据结构（例如堆栈）中。堆栈以后进先出序列 (LIFO) 存储数据。

Main() 
 foo(3); 
  

 foo(n)
  if(n<1) // recursion with base condition that terminates when n<1
   return;
  else foo(n-1); 
  print ('Hello' + n);
 

没有基本条件if(n<1) return，方法foo(n) 将递归调用自身，直到堆栈中没有更多空间，因此堆栈溢出。