10 堆和栈：函数调用是如何影响到内存布局的

在同一个任务中重复调用嵌套的 foo 函数，V8 报告栈溢出的错：

function foo() {
  foo();
}
foo();

使用 setTimeout 让 foo 函数在不同的任务中执行，程序可以正确执行：

function foo() {
  setTimeout(foo, 0);
}

在同一个任务中执行 foo 函数，但不是嵌套执行。没有报告栈溢出的错误，但会让整个页面卡住：

function foo() {
  return Promise.resolve().then(foo);
}
foo();

V8 执行这三种不同代码时，内存布局不同，从而会影响到代码的执行逻辑。

为什么使用栈结构来管理函数调用

函数的两个主要特性：

1. 可以被调用：可以在一个函数中调用另外一个函数，当函数调用发生时，执行代码的控制权将从父函数转移到子函数，子函数执行结束之后，又会将代码执行控制权返还给父函数；
2. 具有作用域机制：指函数在执行的时候可以将定义在函数内部的变量和外部环境隔离，在函数内部定义的变量称为临时变量，临时变量只能在该函数中被访问，外部函数通常无权访问，当函数执行结束之后，存放在内存中的临时变量也随之被销毁。

int getZ()
{
    return 4;
}
int add(int x, int y)
{
    int z = getZ();
    return x + y + z;
}
int main()
{
    int x = 5;
    int y = 6;
    int ret = add(x, y);
}

1. 当 main 函数调用 add 函数时，需要将代码执行控制权交给 add 函数；
2. 然后 add 函数又调用了 getZ 函数，于是又将代码控制权转交给 getZ 函数；
3. 接下来 getZ 函数执行完成，需要将控制权返回给 add 函数；
4. 当 add 函数执行结束之后，需要将控制权返还给 main 函数；
5. 然后 main 函数继续向下执行。

**函数调用者的生命周期总是长于被调用者（后进），并且被调用者的生命周期总是先于调用者的生命周期结束 (先出)。被调用函数的资源分配总是晚于调用函数 (后进)，而函数资源的释放则总是先于调用函数 (先出)。它们都符合后进先出 (LIFO) **的策略，而栈结构正好满足这种后进先出 (LIFO) 的需求，所以选择栈来管理函数调用关系。

栈如何管理函数调用

当一个函数被执行时，函数的参数、函数内部定义变量都会依次压入到栈中：

函数在执行过程中，其内部的临时变量会按照执行顺序被压入到栈中。

int add(num1,num2){
    int x = num1;
    int y = num2;
    int ret = x + y;
    return ret;
}


int main()
{
    int x = 5;
    int y = 6;
    x = 100;
    int z = add(x,y);
    return z;
}

当执行到 int z = add(x,y) 时，当前栈的状态：

调用 add 函数，执行 add 函数的过程：

当 add 函数执行完成之后，需要将执行代码的控制权转交给 main 函数，需要将栈的状态恢复到 main 函数上次执行时的状态，这个过程叫恢复现场。

在寄存器中保存一个永远指向当前栈顶的指针，当 add 函数执行结束时，只需要将栈顶指针向下移动就可以了：

CPU 增加另外一个 ebp 寄存器，用来保存当前函数的起始位置，函数的起始位置也称为栈帧指针：

在 main 函数调用 add 函数的时候，main 函数的栈顶指针就变成了 add 函数的栈帧指针，需要将 main 函数的栈顶指针保存到 ebp 中，当 add 函数执行结束之后，需要销毁 add 函数的栈帧，并恢复 main 函数的栈帧，需要取出 main 函数的栈顶指针写到 esp 中即可，相当于将栈顶指针移动到 main 函数的区域。

setTimeout 会使得被调用的函数在消息队列后面的任务中执行，所以不会影响到当前的栈结构。Promise 会使得被调用的的函数在微任务中执行，导致主线的卡死。

既然有了栈，为什么还要堆

栈是连续的，在内存中分配一块连续的大空间非常难，因此栈空间是有限的。堆是另外一种数据结构用来保存一些大数据。存放在堆空间中的数据不要求连续存放，从堆上分配内存块没有固定模式，可以在任何时候分配和释放它。

struct Point
{
int x;
int y;
};


int main()
{
    int x = 5;
    int y = 6;
    int *z = new int;
    *z = 20;


    Point p;
    p.x = 100;
    p.y = 200;


    Point *pp = new Point();
    pp->y = 400;
    pp->x = 500;
    delete z;
    delete pp;
    return 0;
}

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