heapopslag

Heapopslag is het gedeelte van het geheugen waarin dynamisch geheugen wordt toegewezen tijdens de uitvoering van een programma en waarin toegewezen blokken blijven bestaan totdat ze worden vrijgegeven of totdat de garbage collector ze verwijdert. In tegenstelling tot stackopslag, die per functie-aanroep wordt beheerd en automatisch wordt vrijgegeven, kan heapopslag door verschillende delen van het programma worden gebruikt en hebben blokken een variabele levensduur.

Toewijzing en beheer: Heapgeheugen wordt beheerd door een allocator. In talen zoals C en C++ gebeurt toewijzing via malloc/free of operator new/delete; in talen met garbage collection gebeurt dit door de runtime. Allocators organiseren vrije stukken geheugen in structuren zoals lijsten en blokken, en gebruiken strategieën zoals first-fit, best-fit, of slab-allocators. De keuze voor een allocator beïnvloedt fragmentatie, prestaties en benutting van het geheugen.

Deallocatie en ownership: Bij handmatig geheugenbeheer moet vrijgave plaatsvinden zodra geheugen niet langer nodig is; fouten leiden tot geheugenlekken of dubbele vrijgave. Bij garbage-collected omgevingen bepaalt de collector wanneer geheugen wordt vrijgegeven, wat tot vertraging en pauzes kan leiden. In zowel manueel als automatisch beheer is correcte ownership en lifecycle essentieel om leaks en dangling pointers te voorkomen.

Impact op prestaties en ontwerp: Heapopslag kent doorgaans tragere toewijzing en meer pointer-indirection dan stackopslag, met minder voorspelbaar cachegedrag. Fragmentatie kan optreden wanneer korte en lange levensduur van blokken variëren. Moderne runtimes bieden mechanismen zoals generational garbage collection en compaction om dit tegen te gaan. Voorbeelden zijn malloc/free en smart pointers in C/C++, en de garbage-collected runtimes van Java, Python en .NET.