使用堆内存为什么比栈内存慢很多很多？申请堆内存需要经过操作系统吗？

[LeeReamond]

如题，做了一个 C 语言小实验，我分别进行了两个操作，

其一是在堆上申请一个长度为一亿的向量，用来储存 double 类型的数据（包含初始化，全部为 0 ）

其二是在一个一万次的循环里重复创建长度为一万的数组，类型同样为 double，同样初始化为 0

理论上两者都涉及到 cpu 在内存上填入一亿个 0，但后者的速度比前者要快 30 多倍。这让我想到一个问题，就是传统都认为堆比较慢，而慢产生的原因是什么，堆和栈都是普通内存，理论上应并无硬件层面的区别。难道程序申请堆内存都必须要经过操作系统才导致速度变慢吗？但是感觉又跟传统经验不符，毕竟经过操作系统是一个非常昂贵的操作，总不可能程序内部所有动态特性都要经过操作系统吧。

不过不经过操作系统的话，又为什么会慢这么多呢？

[3dwelcome]

@dalabenba 好像你们说的对。
我 test2 代码里，把 alloca(10000)换成了 malloc(10000)，两者用时结果是一样的。
原测试 test1 慢，可能就是寻址内存过大，cache miss 导致的。

本来以为 alloca 分配的地址，更接近运行代码块，就更容易被 cpu cache，速度就更快。也许看 cpu 心情才是最重要的。

[Claar]

栈的申请在编译期已经确定，只是 esp 和 ebp 的偏移。堆的申请本身是在一个大范围空闲内存中进行空间申请，这涉及到 glibc 如何基于当前情况分配的问题(如何整理现有的小内存等操作)，是一个不算简单的过程，详情可以去看看 ctfwiki 中关于 pwn 下 linux 的堆管理器的讲解，或者直接看 glibc 的源码里关于 int_malloc 的部分

[wellsc]

@godblessumilk 社死现场