iOS程序中的内存分配(栈区和堆区的对比)

相信很多iOS开发者对内存分配的概念比较模糊,没有去好好研究与我们经常打交道的变量,是如何分配内存的。很多小伙伴应该对栈区和堆区的概念还应该是大学里时候的记忆吧,估计很多可能也忘得差不多了(算我一个😜),所以今天整理了一下,顺便做个笔记,欢迎围观_。如有其它见解,可以提出来相互学习交流。

coverImage.jpg

在计算机系统中,运行的应用程序的数据都是保存在内存中的,不同类型的数据,保存的内存区域也不同。

1.内存分区

  • 栈区(stack):

    • 由编译器自动分配并释放,存放函数的参数值,局部变量等;
    • 不需要程序员管理栈区变量的内存;
    • 有静态分配和动态分配(1. 静态分配是系统编译器完成的,比如局部变量的分配; 2. 动态分配是有alloc函数进行分配的,但是栈的动态分配和堆是不同的,它的动态分配也由系统编译器进行释放,不需要程序员手动管理);
    • 地址从高到低分配;
    • 优点是快速高效,缺点时有限制,数据不灵活;
  • 堆区(heap):

    • 由程序员分配和释放,如果程序员不释放,程序结束时,可能会由操作系统回收 ;
    • 堆区的内存分配使用的是alloc;
    • 需要程序员管理内存,不及时回收容易产生内存泄露(ARC的内存的管理,是编译器再便宜的时候自动添加 retain、release、autorelease);
    • 都是动态分配和回收内存的;
    • 堆区的地址是从低到高分配
    • 优点是灵活方便,数据适应面广泛,但是效率有一定降低;
  • 全局区/静态区(static):

    • 包括两个部分:未初始化过 、初始化过;
    • 初始化的全局变量和静态变量在一块区域, 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域;
      eg:int a;未初始化的。int a = 10;已初始化的。
  • 常量区:

    • 存放常量字符串,程序结束后由系统释放;
  • 代码区:

    • 存放函数的二进制代码;

如下图所示:代码区存放于低地址,栈区存放于高地址。区与区之间并不是连续的。


内存分区示意图.png

2.内存申请

栈:
存储每一个函数在执行的时候都会向操作系统索要资源,栈区就是函数运行时的内存,栈区中的变量由编译器负责分配和释放,内存随着函数的运行分配,随着函数的结束而释放,由系统自动完成。
注意:只要栈的剩余空间大于所申请空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出(overflow)。

堆:
1.首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表。
2.当系统收到程序的申请时,会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序。
3 .由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中

3.申请大小的限制

栈:栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存的区域。是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,栈的大小是2M(也有的说是1M,总之是一个编译时就确定的常数 ) ,如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提示overflow。因此,能从栈获得的空间较小。

堆:堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的,自然是不连续的,而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见,堆获得的空间比较灵活,也比较大。

栈:由系统自动分配,速度较快,不会产生内存碎片
堆:是由alloc分配的内存,速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便

4.举个栗子🌰

int a = 10;     //全局初始化区
char *p;        //全局未初始化区

main
{
    int b;              //栈区
    char s[] = "abc"    //栈
    char *p1;           //栈
    char *p2 = "123456";//123456值在常量区,p2指针在栈上。
    static int c = 0;   //全局(静态)初始化区
    
    w1 = (char *)malloc(10);
    w2 = (char *)malloc(20);
    //分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
}

今天的整理就到这,祝大家玩得愉快!(*  ̄3)(ε ̄ *)

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