内存管理

一、C语言中的内存

一般认为在c中分为这几个存储区:

  1. 栈 --有编译器自动分配释放
  2. 堆 -- 一般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收
  3. 全局区(静态区) -- 全局变量和静态变量的存储是放在一块的,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。程序结束释放。
  4. 另外还有一个专门放常量的地方。程序结束释放。

在函数体中定义的变量通常是在栈上,用malloc, calloc, realloc等分配内存的函数分配得到的就是在堆上。在所有函数体外定义的是全局量,加了static修饰符后不管在哪里都存放在全局区(静态区),在所有函数体外定义的static变量表示在该文件中有效,不能extern到别的文件用,在函数体内定义的static表示只在该函数体内有效。另外,函数中的"adgfdf"这样的字符串存放在常量区。

int a = 0; //全局初始化区 
char *p1; //全局未初始化区 
main() 
{ 
  int b; //栈 
  char s[] = "abc"; //栈 
  char *p2; //栈 
  char *p3 = "123456"; //123456/0在常量区,p3在栈上。 
  static int c = 0; //全局(静态)初始化区 
  p1 = (char *)malloc(10); 
  p2 = (char *)malloc(20); //分配得来得10和20字节的区域就在堆区。 
  strcpy(p1, "123456"); //123456/0放在常量区,编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一块。 
}

二、C++中的内存

在C++中,内存分成5个区,他们分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区。

  1. 栈,就是那些由编译器在需要的时候分配,在不需要的时候自动清楚的变量的存储区。里面的变量通常是局部变量、函数参数等。
  2. 堆,就是那些由new分配的内存块,他们的释放编译器不去管,由我们的应用程序去控制,一般一个new就要对应一个delete。如果程序员没有释放掉,那么在程序结束后,操作系统会自动回收。
  3. 自由存储区,就是那些由malloc等分配的内存块,他和堆是十分相似的,不过它是用free来结束自己的生命的。
  4. 全局/静态存储区,全局变量和静态变量被分配到同一块内存中,在以前的C语言中,全局变量又分为初始化的和未初始化的,在C++里面没有这个区分了,他们共同占用同一块内存区。
  5. 常量存储区,这是一块比较特殊的存储区,他们里面存放的是常量,不允许修改

三、object-c中的内存

1)、栈区(stack)—— 由编译器自动分配释放 ,存放函数的参数值,局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。
2)、堆区(heap) —— 一般由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收 。
3)、全局区(静态区)—— 全局变量和静态变量的存储是放在一块的,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。 程序结束后有系统释放。
4)、常量区—— 常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放。
5)、代码区(方法区)—— 存放函数体的二进制代码。

我们可以看出,只有是存放在【堆中的对象】才是交给程序猿来管理的。所谓的内存管理,也就是管理这一区域的内存。
1.那么为什么要对内存进行管理呢?

(1)防止内存不够用(就是内存溢出问题)
(2)野指针异常 ,指针操作了不属于自己的存储空间,指针操作已经销毁的对象(当给野指针发送消息的时候,会引起程序的崩溃;oc中,给空指针发送消息,是没有问题的。)

2.iOS中是怎么对堆中的内存进行管理的?

IOS开发中,内存中的对象主要有两类:
(1)值类型,比如int、float、struct等基本数据类型。
【值类型是存放在栈中的,不需要我们管理】
(2)引用类型,也就是继承自NSObject类的所有的OC对象。
【引用类型存放在堆中,NSObject类有个retainCount属性】

程序员就是通过控制对象的引用计数,来决定这个对象内存是否要进行释放。当这个对象的引用计数为0时,就会调用这个对象的【delloc方法】,来销毁这个对象,释放内存。
在刚开始的时候,我们是通过手动的方法来控制对象的【引用计数】,也就是mrc方式:

(1)造成引用计数增加
    alloc   当前对象  0 -> 1
    retain  当前对象  加1
    copy    原来的对象 不变   新的对象  0 -> 1

(2)造成引用计数减少
    release  当前对象  立即减1
    autorelease   当前对象  延迟减1  非立即

由于这种方式,对于程序员来说,在实际编程过程中,占据了很大的工作量,后来苹果就把这个工作交给了编译器,也就是arc方式:

编译器是怎么知道程序员要销毁那个对象呢?
依据:就是看这个对象是否有强指针引着。
(1)如果这个对象有一个强指针引着,那么计数就+1
(2)当没有强指针引着的时候,这个对象的计数就为0了,那么就会销毁这个对象。

其实还有一种内存管理的方式:垃圾回收机制(iOS中没有使用这种机制),这种机制在Java和Mac开发中有使用。

ARC机制下,举例:

- (void)viewDidLoad {
  
    NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];

// 这里是创建了NSObject的对象,这个对象是保存在堆中的。
// obj的这个指针是保存在栈中。    
}
// 当程序运行到这,系统就会自动把保存在栈中的obj指针销毁。
// 那么,现在NSObject对象,就没有强指针引着了,这是系统就会调用NSObject类的delloc方法,释放NSObject对象所占的内存。
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