Pular para conteúdo

Aula 07 - Stack vs Heap

Agora mergulhamos no coração cirúrgico da engenharia C/C++: "Onde o S.O. decide alocar e liberar a sua variável física real na memória?". Essa escolha define vida, morte e performance do algoritmo em tempo real.

🧱 1. A Pilha (Stack)

A Stack é a fundação natural de blocos de toda variável ordinariamente declarada dentro do escopo de funções em C/C++ (int x, float y). Ela trabalha rigorosamente sob o conceito LIFO (Last In, First Out).

  • Performance Imediata: Não sofre do atraso monumental do Sistema Operacional rodando scripts para achar buracos vazios. A CPU avança 1 pino de hardware no SP (Stack Pointer) e empilha na RAM. Retirou, ele decrementa. Super rápido.
  • Anti-Vazamento Automático: Funções extintas são imediatamente retiradas (popped) num clique atômico LIFO e as fatias voltam a uso global. Memória protegida contra vazamentos lógicos (memory leaks) por definição estrita.
  • Quente da CPU: Frequentemente preza por Cache Hit. A Stack costuma viver majoritariamente no limiar da L1 Data Cache.

[!CAUTION] Stack Overflow! A Pilha nunca é infinita, sendo tipicamente restrita pelo S.O. Windows/Linux (geralmente entre 1MB a 8MB max num Kernel Padrão X86). Tentar criar um int array[9999999] puro no escopo sem alocação dinâmica explodirá a Pilha e esmagará cruelmente (o temido Segmentation Fault (core dumped)).

📦 2. O Monte (Heap)

Enquanto a Pilha é rígida, restrita e pré-delimitada, o Monte (Heap) é um vasto oceano caótico de Gigabytes gerenciado pelo Kernel do S.O. (Sistemas Operacionais). Você requer pedaços de memória "sob demanda" (Alocação Dinâmica).

# Como você interage em baixo nível (C/C++)cat code.c#include <stdlib.h>

int main() {
// malloc vai no Sistema Operacional e chora pedindo: "Me dê 10 inteiros!"
int* array_gigante_dinamico = (int*)malloc(10 * sizeof(int));

// Se você não limpar usando free(), a RAM apodrecerá lentamente (LEAK)
free(array_gigante_dinamico);
}

Você é o único árbitro. Diferente de Java, Python ou C# que usam complexos robôs vasculhadores ocultos (Garbage Collectors) na sombra consumindo até 20% do processador para auditar seu Heap e limpar os lixos. O Rust automatiza e barra alocações indevidas usando Ownership sem o robozinho. O C++ fornece ferramentas novas e maduras (std::unique_ptr ou std::shared_ptr) baseadas na contagem de referência.

💀 3. Memory Leaks (Vazamentos de Memória)

Um clássico e letal bug de engenharia C++. Quando o desenvolvedor executa new ou malloc solicitando memória do Heap, mas quebra regras do fluxo perdendo o contato formal do ponteiro retornado do hardware sem antes ter reportado o fim via delete ou free. Resultado? Aquela fatia na RAM física do servidor Linux ficará congelada, cega, retida unicamente pro seu app até que a nuvem AWS exaure toda a máquina do container num erro de Kernel OOM Killer (Out Of Memory).

Em contra-partida: Dangling Pointers. Usar a área que o ponteiro apontava depois da libertação formal do free provoca instabilidade instantânea e corrupção silenciosa nos endereços da placa-mãe.

🚀 Resumo Prático

  • Se não sabe onde colocar: Bote no STACK.
  • É muito grande pra caber (Strings longas ou Arrays): Invoque HEAP com o std::vector (ele gerencia o malloc e free na destruição de escopo).

🎯 Próximos Passos

Avançar para Aula 08