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iOS程序中的内存分配 栈区堆区全局区(转)
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,保存的内存区域不同。
一、内存分区
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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。栈是系统数据结构,对应线程/进程是唯一的。
优点是快速高效,缺点时有限制,数据不灵活。[先进后出]栈空间分静态分配 和动态分配两种。
静态分配是编译器完成的,比如自动变量(auto)的分配。 动态分配由alloca函数完成。 栈的动态分配无需释放(是自动的),也就没有释放函数。 为可移植的程序起见,栈的动态分配操作是不被鼓励的!
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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 ,比如在ios 中 alloc 都是存放在堆中。
优点是灵活方便,数据适应面广泛,但是效率有一定降低。[顺序随意]堆是函数库内部数据结构,不一定唯一。 不同堆分配的内存无法互相操作。 堆空间的分配总是动态的
虽然程序结束时所有的数据空间都会被释放回系统,但是精确的申请内存,释放内存匹配是良好程序的基本要素。
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全局区(静态区) (static) 全局变量和静态变量的存储是放在一起的,初始化的全局变量和静态变量存放在一块区域,未初始化的全局变量和静态变量在相邻的另一块区域,程序结束后有系统释放。
注意:全局区又可分为未初始化全局区: .bss段和初始化全局区:data段。 举例:int a;未初始化的。int a = 10;已初始化的。
例子代码:
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\\\\0在常量区,p2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。 }
- 文字常量区 存放常量字符串,程序结束后由系统释放
- 程序代码区 存放函数的二进制代码
二、申请后的系统响应
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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。
- 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
三、 申请大小的限制
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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。
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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。
内存分配.png
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
打个比喻来说:
使用栈就象我们去饭馆里吃饭,只管点菜(发出申请)、付钱、和吃(使用),吃饱了就走,不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作,他的好处是快捷,但是自由度小。
使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴,比较麻烦,但是比较符合自己的口味,而且自由度大。
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管理方式:
对于栈来讲,是由编译器自动管理,无需我们手工控制;对于堆来讲,释放工作有程序员控制,容易产生memory Leak。
申请大小:
栈:在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存区域。这句话的意思是栈顶上的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,在Windows下,栈的大小是2M(也有的说1M,总之是编译器确定的一个常数),如果申请的空间超过了栈的剩余空间时候,就overflow。因此,能获得栈的空间较小。
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。堆的大笑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。
碎片的问题:
对于堆来讲,频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续,从而造成大量的碎片,使程序效率降低。对于栈来讲,则不会存在这个问题,因为栈是先进后出的队列,他们是如此的一一对应,以至于永远都不可能有一个内存快从栈中弹出。
分配方式:
堆都是动态分配的,没有静态分配的堆。栈有两种分配方式:静态分配和动态分配。静态分配是编译器完成的,比如局部变量的分配。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,他的动态分配由编译器进行释放,无需我们手工实现。
分配效率:
栈是机器系统提供的数据结构,计算机会在底层堆栈提供支持,分配专门的寄存器存放栈的地址,压栈出栈都有专门的指令执行,这就决定了栈的效率比较高。堆则是C/C++函数库提供的,他的机制是很复杂的。
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