iOS開發中的內存分配(堆和棧)

前言

因為前段時間因為一些事情而晚上失眠多夢,身體素質直線下降,前天下班后去健身房減完身,感到惡心難受,后來發生了一個我不敢想象的時候,我竟然吐血了!這可把我嚇的啊,立馬到醫院檢查!拿到血液檢查報告給醫生。

醫生:沒什么嚴重的問題,就是有點發炎,
我:我都吐血了,就是有點炎癥?
醫生:這檢查報告數據上顯示沒什么問題,你要不放心做個CT檢查看看,不過今天晚上CT機器壞了!
我:我這種吐血可能因為什么原因導致的?
醫生:具體什么原因不好說。

這是一個三甲醫院,還是急診專家,就給我這樣的答復!我還是好好修養一段時間(藍瘦 香菇),我對中國的醫療很失望。。。(樓主失望有卵用?)

現在心情:藍瘦,香菇.jpeg

我心里還是很害怕,因為我還沒活夠呢(貪生怕死)!我還有好多事沒有去做呢,我不能英年早逝啊(哪來的英年?)。

通過我這個事情,希望所有的人,一定要愛護好自己的身體,晚上一定不要熬夜!

身體是革命的本錢

看完我的經歷,你們可能會感覺樓主這么多P事,其實不是樓主事多,其實每一個人事都特多,只是沒有留心觀察,人生一直充滿這未知。我一直以為現實比小說精彩.

現實比小說精彩

樓主無時無刻不在裝X.jpeg

老生長談的一個話題,你們也都知道,我就是總結一下給自己看的,你們就看看笑話就行。本文的堆和棧是操作系統的內存中堆和棧,不是數據結構中的堆和棧。

進程的內存分區

所有進程(執行的程序)都必須占用一定數量的內存,它或是用來存放從磁盤載入的程序代碼,或是存放取自用戶輸入的數據等等。不過進程對這些內存的管理方式因內存用途不一而不盡相同,有些內存是事先靜態分配和統一回收的,而有些卻是按需要動態分配和回收的。

進程內存區域.png
  1. 代碼區:代碼段是用來存放可執行文件的操作指令(存放函數的二進制代碼),也就是說是它是可執行程序在內存種的鏡像。代碼段需要防止在運行時被非法修改,所以只準許讀取操作,而不允許寫入(修改)操作——它是不可寫的。

  2. 全局(靜態)區包含下面兩個分區:

  • 數據區:數據段用來存放可執行文件中已初始化全局變量,換句話說就是存放程序靜態分配的變量和全局變量。

  • BSS區:BSS段包含了程序中未初始化全局變量。

  1. 常量區:常量存儲區,這是一塊比較特殊的存儲區,他們里面存放的是常量,

  2. 堆(heap)區:堆是由程序員分配和釋放,用于存放進程運行中被動態分配的內存段,它大小并不固定,可動態擴張或縮減。當進程調用alloc等函數分配內存時,新分配的內存就被動態添加到堆上(堆被擴張);當利用realse釋放內存時,被釋放的內存從堆中被剔除(堆被縮減),因為我們現在iOS基本都使用ARC來管理對象,所以不用我們程序員來管理,但是我們要知道這個對象存儲的位置。

  3. 棧(stack)區:棧是由編譯器自動分配并釋放,用戶存放程序臨時創建的局部變量,存放函數的參數值,局部變量等。也就是說我們函數括弧“{}”中定義的變量(但不包括static聲明的變量,static意味這在數據段中存放變量)。除此以外在函數被調用時,其參數也會被壓入發起調用的進程棧中,并且待到調用結束后,函數的返回值也回被存放回棧中。由于棧的先進后出特點,所以棧特別方便用來保存/恢復調用現場。從這個意義上將我們可以把棧看成一個臨時數據寄存、交換的內存區。

上述幾種內存區域中數據段、BSS和堆通常是被連續存儲的——內存位置上是連續的,而代碼段和棧往往會被獨立存放。

棧是向低地址擴展的數據結構,是一塊連續的內存的區域。堆是向高地址擴展的數據結構,是不連續的內存區域。有人會問堆和棧會不會碰到一起,他們之間間隔很大,絕少有機會能碰到一起,況且堆是鏈表方式存儲!


#import "ViewController.h"

int age = 24;//全局初始化區(數據區)
NSString *name;//全局未初始化區(BSS區)
static NSString *sName = @"Dely";//全局(靜態初始化)區

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    int tmpAge;//棧
    NSString *tmpName = @"Dely";//棧
    NSString *number = @"123456"; //123456\\\\0在常量區,number在棧上。
    NSMutableArray *array = [NSMutableArray arrayWithCapacity:1];//分配而來的8字節的區域就在堆中,array在棧中,指向堆區的地址
    NSInteger total = [self getTotalNumber:1 number2:1];

}

- (NSInteger)getTotalNumber:(NSInteger)number1 number2:(NSInteger)number2{
    return number1 + number2;//number1和number2 棧區
}


@end

堆(heap)和棧(stack)區別

  1. 申請方式和回收方式
  • 棧區(stack) :由編譯器自動分配并釋放
  • 堆區(heap):由程序員分配和釋放
  1. 申請后系統的響應
  • 棧區(stack):存儲每一個函數在執行的時候都會向操作系統索要資源,棧區就是函數運行時的內存,棧區中的變量由編譯器負責分配和釋放,內存隨著函數的運行分配,隨著函數的結束而釋放,由系統自動完成。只要棧的剩余空間大于所申請空間,系統將為程序提供內存,否則將報異常提示棧溢出。

  • 堆區(heap):操作系統有一個記錄空閑內存地址的鏈表,當系統收到程序的申請時,會遍歷該鏈表,尋找第一個空間大于所申請空間的堆結點,然后將該結點從空閑結點鏈表中刪除,并將該結點的空間分配給程序,另外,對于大多數系統,會在這塊內存空間中的首地址處記錄本次分配的大小,這樣,代碼中的delete語句才能正確的釋放本內存空間。另外,由于找到的堆結點的大小不一定正好等于申請的大小,系統會自動的將多余的那部分重新放入空閑鏈表中。

  1. 申請大小的限制
  • 棧區(stack):棧是向低地址擴展的數據結構,是一塊連續的內存的區域。這句話的意思是棧頂的地址和棧的最大容量是系統預先規定好的,棧的大小是2M(也可能是1M,我看網上說得,我也不清楚),如果申請的空間超過棧的剩余空間時,將提示棧溢出。因此,能從棧獲得的空間較小。

  • 堆區(heap):堆是向高地址擴展的數據結構,是不連續的內存區域。這是由于系統是用鏈表來存儲的空閑內存地址的,自然是不連續的,而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于計算機系統中有效的虛擬內存。由此可見,堆獲得的空間比較靈活,也比較大。

  1. 申請效率的比較
  • 棧區(stack):由系統自動分配,速度較快。但程序員是無法控制的。

  • 堆區(heap):是由alloc分配的內存,一般速度比較慢,而且容易產生內存碎片,不過用起來最方便.

  1. 分配方式的比較
  • 棧區(stack):有2種分配方式:靜態分配和動態分配。靜態分配是編譯器完成的,比如局部變量的分配。動態分配由alloc函數進行分配,但是棧的動態分配和堆是不同的,他的動態分配是由編譯器進行釋放,無需我們手工實現。
  • 堆區(heap):堆都是動態分配的,沒有靜態分配的堆。
  1. 分配效率的比較
  • 棧區(stack):棧是操作系統提供的數據結構,計算機會在底層對棧提供支持:分配專門的寄存器存放棧的地址,壓棧出棧都有專門的指令執行,這就決定了棧的效率比較高。
  • 堆區(heap):堆則是C/C++函數庫提供的,它的機制是很復雜的,例如為了分配一塊內存,庫函數會按照一定的算法(具體的算法可以參考數據結構/操作系統)在堆內存中搜索可用的足夠大小的空間,如果沒有足夠大小的空間(可能是由于內存碎片太多),就有可能調用系統功能去增加程序數據段的內存空間,這樣就有機會分到足夠大小的內存,然后進行返回。顯然,堆的效率比棧要低得多。

小結:
使用棧就像我們去買一個蛋糕,出錢然后選擇一種口味,一種形狀的蛋糕就得到了,不管他們怎么做的,怎么設計的,這種好處就是快捷,花錢買服務嘛(我是不是說的不好,有點污了),但是自由度很小。。

使用堆就像我們去買一個手工蛋糕,因為有情義啊DIY,自己動手做喜歡吃的形狀,和自己喜歡的口味,比較麻煩,但是比較符合自己的口味,而且自由度大。

今天的牛X就吹到這里,中間有什么錯誤請提出來狠狠批斗我,謝謝你們的賞臉查看!

參考資料:
http://blog.csdn.net/liruxing1715/article/details/6715503

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