IOS開發基礎——內存的基礎探究（堆，棧）

小記

• 靜態存儲區（全局存儲區）
• 堆區
• 棧區
• 代碼區
• 文字常量區

內存分區圖：

代碼區存放於低地址，棧區存放於高地址。區與區之間並非連續的。

app啓動後，代碼區，文字常量區，全局存儲區大小固定，指向這些區的指針不會產生崩潰性的錯誤。而堆區和棧區是時時刻刻變化的（堆的建立銷燬，棧的彈入彈出），當使用一個指針指向這兩個區的內存時，要注意內存是否已釋放，指向已經釋放的內存會產生野指針。

靜態存儲區（全局存儲區）

內存在程序編譯的時候就已經分配好，這塊內存在程序的整個運行期間都存在。它主要存放靜態數據、全局數據和常量。

全局變量、靜態變量會存儲在此區域。事實上全局變量也是靜態的，所以，也叫全局靜態存儲區。

存儲方式：

• 初始化的全局變量跟靜態變量放在一片區域（數據區）
• 未初始化的全局變量與靜態變量放在相鄰的另外一片區域（BSS區）

程序結束後由系統釋放。

文字常量區

在程序中使用的常量存儲在此區域（常量字符串就是放在這裏的）。程序結束後，由系統釋放。在程序中使用的常量，都會到文字常量區獲取。

代碼區

存放函數體的二進制代碼，運行程序就是執行代碼，代碼要執行就要加載進內存。

堆區

簡述

亦稱動態內存分配。程序在運行的時候用malloc或new申請任意大小的內存，程序員本身負責在適當的時候用free或delete釋放內存。動態內存的生存期能夠由咱們決定，若是咱們不釋放內存，程序將在最後才釋放掉動態內存（若是某動態內存再也不使用，須要將其釋放掉，不然認爲發生了內存泄漏現象）。

空間分配

動態分配和回收，不能靜態分配（堆區的地址是從低到高分配）。

分配步驟：

• 操做系統有一個記錄空閒內存地址的鏈表
• 當系統收到程序的申請時，會遍歷該鏈表，尋找第一個空間大於所申請空間的堆結點，而後將該結點從空閒結點鏈表中刪除，並將該結點的空間分配給程序
• 因爲找到的堆結點的大小不必定正好等於申請的大小，系統會自動的將多餘的那部分從新放入空閒鏈表中

大小限制：

堆是向高地址擴展的數據結構，的內存區域因爲系統是用鏈表來存儲的空閒內存地址的，是不連續，而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限於系統中有效的虛擬內存。因而可知，堆得到的空間比較靈活，也比較大。

特色

在堆中咱們不是按照進入堆的前後順序來提取元素，而是根據元素的優先級來提取元素，整體來講，堆是一種數據結構，它的插入和刪除的操做，要根據優先級來決定，同時堆也有以下幾個特性：

1. 任意節點的優先級不小於它的子節點
2. 任意節點的值都小於或者等於它的子節點
3. 主要操做是插入和刪除它的最小元素（元素值自己就是優先級的鍵值，小元素享有高優先級） （每次取出優先級最高的元素，便是讓堆的最上層參與者退出堆）

由上面可看出堆的優勢是靈活方便，數據適應面普遍，可是效率有必定下降。［順序隨意］

棧區

簡述

在執行函數時，函數內局部變量的存儲單元均可以在棧上建立，函數執行結束時這些存儲單元自動被釋放。棧內存分配運算內置於處理器的指令集中，效率很高，可是分配的內存容量有限。存儲的爲非靜態的局部變量，例如：函數參數，在函數中生命的對象的指針等。當系統的棧區大小不夠分配時， 系統會提示棧溢出。

空間分配

分配方式：（棧區地址從高到低分配）,靜態分配（例如：局部變量的分配）和動態分配（例如，alloc函數進行分配）都由系統完成，不須要手動管理

分配步驟：

• 存儲每個函數在執行的時候都會向操做系統索要資源，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，內存隨着函數的運行分配，隨着函數的結束而釋放，由系統自動完成。

大小限制：

棧是向低地址擴展的數據結構，是一塊連續的內存的區域。是棧頂的地址和棧的最大容量是系統預先規定好的 ,若是申請的空間超過棧的剩餘空間時，將提示內存溢出。所以，能從棧得到的空間較小。

特色

只容許在連接串列或者陣列的一段（通常爲棧頂）進行加入數據（push）或者輸出數據（pop）。因爲棧只容許在一端進行操做，按照先進後出的原則來進行。 優勢是快速高效，缺點時有限制，數據不靈活。［先進後出］

棧的三個操做：

1. Pop：取出棧中最上層的元素
2. top：查看棧頂元素
3. push：將一個新的元素放在棧的最上層。