iOS内存的基础探究(静态存储区、栈、堆)

内存分区图-1.png

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。
app启动后,代码区,文字常量区,全局存储区大小固定,指向这些区的指针不会产生崩溃性的错误。而堆区和栈区是时时刻刻变化的(堆的创建销毁,栈的弹入弹出),当使用一个指针指向这两个区的内存时,要注意内存是否已释放,指向已经释放的内存会产生野指针。

存储区

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]

亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或new申请任意大小的内存,程序员自己负责在适当的时候用free或delete释放内存。动态内存的生存期可以由我们决定,如果我们不释放内存,程序将在最后才释放掉动态内存(如果某动态内存不再使用,需要将其释放掉,否则认为发生了内存泄漏现象)。

静态存储区(全局存储区)

内存在程序编译的时候就已经分配好,这块内存在程序的整个运行期间都存在。它主要存放静态数据、全局数据和常量。程序结束后由系统释放。

全局变量、静态变量会存储在此区域。事实上全局变量也是静态的,因此,也叫全局静态存储区。

存储方式:

  • 初始化的全局变量跟静态变量放在一片区域(数据区)
  • 未初始化的全局变量与静态变量放在相邻的另一片区域(BSS区)

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

在程序中使用的常量存储在此区域(常量字符串就是放在这里的)。程序结束后,由系统释放。在程序中使用的常量,都会到文字常量区获取。

代码区

存放函数体的二进制代码,运行程序就是执行代码,代码要执行就要加载进内存。在程序结束后由系统释放。

栈与堆的比较:

1. 申请后的系统是如何响应

  • 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:首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表。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。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。

2. 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。

3. 申请效率的比较

  • 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

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