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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 栈区(stack) 由编译器自动分配并释放,存放函数的...

    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

    1. 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!
    2. 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。

    3. 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。 
       }
    4. 文字常量区 存放常量字符串,程序结束后由系统释放
    5. 程序代码区 存放函数的二进制代码

    二、申请后的系统响应

    1. 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。

    2. 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

    1. 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。

    2. 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。

     

    文/Liwjing(简书作者)
    原文链接:http://www.jianshu.com/p/f3c1b920e8eb

    总结iOS中的堆和栈的区别

    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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  • 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。...

    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

    1. 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!
    2. 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。

    3. 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1020字节的区域就在堆区。 
       }
    4. 文字常量区 存放常量字符串,程序结束后由系统释放

    5. 程序代码区 存放函数的二进制代码

    二、申请后的系统响应

    1. 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。

    2. 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

    1. 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。

    2. 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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  • 动态内存分配 系统为了有效地管理内存, 把内存划分为: ... 注: 内存地址编号由高到低(栈区->代码区) 1.栈区 栈区的数据以栈的形势存储 栈, 先进后出 栈区存放的数据: 局部变量(定义在函数内部的变量) ...

       动态内存分配 

     系统为了有效地管理内存, 把内存划分为:

        1.栈区

        2.堆区

        3.静态区(全局区)

        4.常量区

        5.代码区

        : 内存地址编号由高到低(栈区->代码区)

     

     1.栈区

        栈区的数据以栈的形势存储

        , 先进后出

        栈区存放的数据: 局部变量(定义在函数内部的变量)

        栈区的内存油系统自动管理的(分配内存, 回收内存), 不需要开发人员管理

        栈区只有8MB, 容易出现栈溢出

        stackoverflow网站

        栈区的内存, 函数结束时, 被收回

      int a = 10;//栈区分配4个字节 printf("栈区地址: %p\n", &a); 

     

       2. 堆区

        由开发人员手动管理(申请内存, 释放内存)

        堆区空间比较大

        申请内存函数

        void  *malloc(<#size_t#>)

        返回值类型: void *, 空指针类型(泛指针类型), 可以转化成任意的指针类型

        函数名: malloc

        参数:  size_t, unsignedlong, 申请的字节数

     //从堆区申请4个字节的内存, 并返回首地址
        int *p1 = malloc(4);
        //向堆区存入数据1024
        *p1 = 1024;
        printf("%d\n", *p1);
        printf("堆区地址: %p\n", p1);
        
        //在堆区存入"iPhone 6s"
        char *p2 = malloc(10);
        strcpy(p2, "iPhone 6s");
        printf("%s\n", p2);
        printf("堆区地址: %p\n", p2);
        
        
        *p2 = 68;
        printf("%s\n", p2);
        
        
        p2[3] = '\0';
        printf("%s\n", p2);
    
        strcpy(p2 + 2, "abcd");//字符串最后一个是'\0', 会一起拷贝进去, 字符串结束
        printf("%s\n", p2);
        
        strcpy(p2, p2 + 2);
        printf("%s\n", p2);
        printf("%c\n", p2[5]);

        内存泄露: 内存一直被占用, 而得不到释放    

        内存释放的函数

        void free(<#void *#>)

    int *p3 = malloc(4);//定义一个栈区指针变量, 存放栈区的首地址
        *p3 = 123;//把常量区的数据123, 拷贝到堆区
        free(p3);//把堆区的空间, 标记释放
        p3 = NULL;//因为指针p3存放有堆区的地址, 还可以通过地址访问堆区, 为了安全起见, 把指针p3置空
        
        //使用动态内存分配的知识, 在内存中存10个整数, 随机赋值[2, 10]
        int *p4 = malloc(sizeof(int) * 10);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            //1
            *(p4 + i) = arc4random() % 9 + 2;
            printf("%d ", *(p4 + i));
            //2
    //         p4[i] = arc4random() % 9 + 2;
    //         printf("%d ", p4[i]);
            //3.
    //          *p4 = arc4random() % 9 + 2;
    //          p4++;
    //          printf("%d ", *p4);
    
        }
        printf("\n");
        //冒泡排序
        for (int i = 0; i < 9; i++) {
            for (int j = 0; j < 9 - i; j++) {
                if (p4[j] > p4[j + 1]) {
                    int temp = p4[j];
                    p4[j] = p4[j + 1];
                    p4[j + 1] = temp;
                }
            }
        }
        
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            printf("%d ", p4[i]);
        }
        free(p4);
        p4 = NULL;
        printf("\n");

     

     3.静态区(全局区)

        存放数据全局变量(定义在函数外部的变量静态变量(static修饰的变量)

        静态区的内存由系统控制

        静态区的内存一旦分配就一直占用直到程序结束

    #import <Foundation/Foundation.h>
    int d = 50;
    int main(int argc, const char * argv[]) {
     printf("静态区地址: %p\n", &d);
        
        static int e = 70;//静态变量
        //a.存在静态区内
        printf("静态区地址: %p\n", &e);
        
        //b.只会被初始化一次
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            static int n = 100;//只执行一次
            printf("%d ", n++);
        }
        printf("\n");
        
        //c.不赋初值, 默认0
        static int f;
        printf("%d\n", f);
        return 0;
    }

     

     4.常量区

        存放数据: 常量(1, 3.14, 'a', "iOS")

        常量区的内容只能读不能修改

        常量区由系统管理

        char *p = "iOS";
        printf("常量区地址: %p\n", p);
        
        //*p = 'm';//error
        printf("%s\n", p);

      //函数名就是函数的首地址 printf("代码区地址: %p\n", hello); 

     

     5.代码区

        存放数据程序中的函数编译后的指令

        代码区由系统控制

    //函数名就是函数的首地址
        printf("代码区地址: %p\n", hello);

     

     把字符串"1ab2c3d45e67g8h9"中的数字提取出来, 形成新的字符串, 新的字符串要求存放在堆区

      提示: 先求数字的个数, 再根据个数开辟内存空间

    char str[] = "1ab2c3d45e67g8h9";
        int count = 0;
        int i = 0;
        while (str[i] != '\0') {
            //判断字符是不是数字字符
            if (str[i] >= '0' && str[i] <= '9') {
                count++;
            }
            i++;
        }
        printf("count = %d\n", count);
        
        //在堆区申请空间
        char *p5 = malloc(count + 1);
        //遍历字符串
        int j = 0;
        int k = 0;
        while (str[j] != '\0') {
            //判断字符是不是数字字符
            if (str[j] >= '0' && str[j] <= '9') {
                *(p5 + k) = str[j];
                k++;
            }
            j++;
        }
        //最后补上'\0'
        p5[k] = '\0';
        printf("%s\n", p5);
        free(p5);
        p5 = NULL;

        处理内存函数

        void *calloc(n, size)

        1.申请n * size个字节, 并返回内存的首地址, 申请到内存后, 会把内存中的数据清空

        2.比起maloc, 效率低, 安全性高

    int *p6 = calloc(10, sizeof(int));
        free(p6);
        p6 = NULL;

        void *realloc(p, size)

        1.从指针p的位置, 重新申请size个字节

        2.从指针p的位置开始申请, 如果后面有size个字节可以使用, 就直接申请; 如果没有, 就去内存中找一块连续size个字节, 找到就直接申请, 并且把之前申请的内存释放

    int *p7 = malloc(4);
        printf("%p\n", p7);
        int *p8 = realloc(p7, 800);
        printf("%p\n", p8);

        memset(p, c, n)

        从指针p的位置开始, 初始化n个字节的内容, 并且把内容设置为c

      char *p9 = malloc(4); memset(p9, 66, 2); printf("%s\n", p9); 

        memcpy(p1, p2, n)

        从指针p2的位置开始, 向指针p1的位置, 拷贝n个字节的内容

        char str1[] = "ABCDEFG";
        char str2[] = "1234567";
        memcpy(str1 + 3, str2 + 4, 3);
        printf("%s\n", str1);
        printf("%s\n", str2);

        memcmp(p1, p2, n)

        比较p1p2指向的内存中的内容是否相等, 比较n个字节

        int *q = malloc(4);
        *q = 259;
        int *r = malloc(4);
        *r = 13;
        int result = memcmp(q, r, 2);
        printf("result = %d\n", result);

     

    定义两个整型指针,分别用malloccalloc对其分配空间保存3个元素,malloc分配的空间用memset清零,随机对数组进行赋值随机范围1-3,赋值后用memcmp比较两个数组。如果相同打印Good!否则打印Failed...

    //定义两个整型指针,分别用malloc、calloc对其分配空间保存3个元素
        int *m = malloc(sizeof(int) * 3);
        int *n = calloc(3, sizeof(int));
        
        //malloc分配的空间用memset清零
        memset(m, 0, sizeof(int) * 3);
        
        //随机对数组进行赋值随机范围1-3
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            *(m + i) = arc4random() % 3 + 1;
            *(n + i) = arc4random() % 3 + 1;
        }
        
        //打印数组m
        printf("\n数组m:\n");
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
        printf("%d ", *(m + i));
        }
        
        //打印数组n
        printf("\n数组n:\n");
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            printf("%d ", *(n + i));
        }
        printf("\n");
        
        //赋值后用memcmp比较两个数组
        int result1 = memcmp(m, n, sizeof(int) * 3);
        //如果相同打印Good, 否则打印Failed
        if (result1 == 0) {
            printf("Good!");
        } else {
            printf("Failed...");
        }

     

     

     

     

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/OrangesChen/p/4833315.html

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  • 文章目录1 程序的内存组成2 堆操作与操作的比较3 堆操作的坏处4 ...静态变量和全局变量的存储区域是一起的,一旦静态区内存分配, 静态区内存直到程序全部结束之后才会被释放 堆 由程序员调用malloc()函数来

    1 程序的内存组成

    地址区域 作用
    代码区 存放程序的代码,即CPU执行的机器指令,并且是只读的。
    常量区 存放常量(程序在运行的期间不能够被改变的量,例如: 10,字符串常量”abcde”, 数组的名字等)
    静态区(全局区) 静态变量和全局变量的存储区域是一起的,一旦静态区的内存被分配, 静态区的内存直到程序全部结束之后才会被释放
    堆区 由程序员调用malloc()函数来主动申请的,需使用free()函数来释放内存,若申请了堆区内存,之后忘记释放内存,很容易造成内存泄漏
    栈区 存放函数内的局部变量,形参和函数返回值。栈区之中的数据的作用范围过了之后,系统就会回收自动管理栈区的内存(分配内存 , 回收内存),不需要开发人员来手动管理。栈区就像是一家客栈,里面有很多房间,客人来了之后自动分配房间,房间里的客人可以变动,是一种动态的数据变动。

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    2 堆操作与栈操作的比较

    堆区:由程序员调用malloc()函数来主动申请的,需使用free()函数来释放内存,若申请了堆区内存,之后忘记释放内存,很容易造成内存泄漏。C语言的灵魂就是指针(灵活!!),而数据结构就决定了malloc()是日常使用的东西,所以堆区是经常会被使用的东西。由程序操作malloc()动态分配的!

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    3 堆操作的坏处

    堆操作是双刃剑,通过malloc()申请内存去储存我们想要的数据结构,带来了极大的灵活性(可变长度的申请)!但同时,动态分配内存是操作缓慢的、容易造成内存碎片化的。
    在早期的微型处理器上,malloc()是不被推荐的(被认为是不可靠的),甚至因为难以管理或者难以实现而不被支持!现如今的微型处理器都很强大,malloc()因为特性也被考虑。

    4 从操作系统角度看stack和heap

    1 它们在多大程度上受操作系统或语言运行时的控制?
    创建线程时,操作系统会为每个系统级线程分配堆栈。通常,语言运行库会调用OS来为应用程序分配堆。

    2 他们的范围是什么?
    stack连接到线程,因此当线程退出时,stack将被回收。通常,堆是在运行时在应用程序启动时分配的,并在应用程序(技术上已退出)退出时被回收(操作系统有回收内存的专门程序,比如windows)。

    3 什么决定了它们的大小?
    创建线程时设置堆栈的大小。堆的大小是在应用程序启动时设置的,但是可以随需要的空间而增加(分配器从操作系统请求更多的内存)。

    4 是什么使速度更快?
    堆栈速度更快,因为访问模式使从中分配内存和取消分配内存变得微不足道(指针/整数只是递增或递减),而堆的分配或释放则涉及到更为复杂的簿记工作。而且,堆栈中的每个字节都倾向于被非常频繁地重用,这意味着它倾向于被映射到处理器的高速缓存中,从而使其非常快。堆的另一个性能损失是,堆(通常是全局资源)通常必须是多线程安全的,即,每个分配和释放都必须(通常)与程序中的“所有”其他堆访问同步。

    参考文章:
    1、
    单片机中,什么是代码区、常量区、静态区(全局区)、堆区、栈区?
    2、
    堆区和栈区的区别
    3、
    Stack vs Heap Memory Allocation
    4、
    What and where are the stack and heap?

    展开全文
  • 静态存储、堆的内存分配: 1、从静态存储区域分配内存。 程序编译的时候内存已经分配好了,并在程序的整个运行期间都存在,例如全局变量。 2、在上创建。 在执行函数时,函数内局部变量的存储单元可以在...
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  • 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 。注意它...
  • 静态区的内容在总个程序的生命周期内都存在,由编译器在编译的时候分配。     堆: 由 malloc 系列函数或 new 操作符分配内存,其生命周期由 free 或 delete 决定。在没有释放之前一直存在,直到程序...
  • 内存分配——静态存储 堆.doc 很好的讲解。
  • 1.C++内存分配一共有三种方式 静态(全局)存储
  • 可编程内存在基本上分为这样的几大部分:静态存储区、堆区和栈区。他们的功能不同,对他们使用方式也就不同。 静态存储区: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...

空空如也

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栈区内存静态分配