内存布局 (Memory layout)

我们已经从操作层面看过了所有权 (ownership) 和引用 (reference)——能做什么、不能做什么。 现在是时候掀开盖子看看：聊聊内存 (memory) 吧。

栈与堆 (Stack and heap)

谈到内存时，你常常会听人提起栈 (stack) 和堆 (heap)。
它们是程序用来存储数据的两种不同的内存区域。

我们先从栈讲起。

栈 (Stack)

栈 (stack) 是一种 LIFO（Last In, First Out，后进先出）数据结构。
当你调用一个函数时，一个新的栈帧 (stack frame) 会被压到栈顶。这个栈帧用于存储函数的参数、局部变量以及一些"簿记 (bookkeeping)"值。
当函数返回时，对应的栈帧会从栈上弹出¹。

+-----------------+
| frame for func1 |
+-----------------+
        |
        | 调用 func2
        v
+-----------------+
| frame for func2 |
+-----------------+
| frame for func1 |
+-----------------+
        |
        | func2 返回
        v
+-----------------+
| frame for func1 |
+-----------------+

从操作层面看，栈上的分配/释放非常快。
我们总是从栈顶压入和弹出数据，因此不需要去搜索可用内存。 我们也不必担心碎片 (fragmentation)：栈是一整块连续 (contiguous) 的内存。

Rust

Rust 经常把数据放在栈上。
你的函数有一个 u32 类型的输入参数？那 32 位会放在栈上。
你定义了一个 i64 类型的局部变量？那 64 位也会放在栈上。
这一切运转良好，是因为这些整数的大小在编译期就已知，因此编译后的程序知道为它们在栈上保留多少空间。

std::mem::size_of

你可以使用 std::mem::size_of 函数来查看某个类型在栈上会占用多少空间。

例如对 u8：

// 这个奇怪的语法 (`::<u8>`) 我们之后再讲。
// 现在先忽略它。
assert_eq!(std::mem::size_of::<u8>(), 1);

结果是 1，这很合理，因为 u8 是 8 位长，也就是 1 字节。

原文链接：英文原文