iOS開發中的記憶體配置（堆和棧）

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進程的記憶體分區

所有進程（執行的程式）都必須佔用一定數量的記憶體，它或是用來存放從磁碟載入的程式碼，或是存放取自使用者輸入的資料等等。不過進程對這些記憶體的管理方式因記憶體用途不一而不盡相同，有些記憶體是事先靜態分配和統一回收的，而有些卻是按需要動態分配和回收的。

進程記憶體地區.png

1. 代碼區：程式碼片段是用來存放可執行檔的操作指令（存放函數的二進位代碼），也就是說是它是可執行程式在記憶體種的鏡像。程式碼片段需要防止在運行時被非法修改，所以只准許讀取操作，而不允許寫入（修改）操作——它是不可寫的。

2. 全域（靜態）區包含下面兩個分區：

   • 資料區：資料區段用來存放可執行檔中已初始化全域變數，換句話說就是存放程式靜態分配的變數和全域變數。

   • BSS區：BSS段包含了程式中未初始化全域變數。

3. 常量區：常量儲存區，這是一塊比較特殊的儲存區，他們裡面存放的是常量，

4. 堆（heap）區：堆是由程式員分配和釋放，用於存放進程運行中被動態分配的記憶體段，它大小並不固定，可動態擴張或縮減。當進程調用alloc等函數分配記憶體時，新分配的記憶體就被動態添加到堆上（堆被擴張）；當利用realse釋放記憶體時，被釋放的記憶體從堆中被剔除（堆被縮減），因為我們現在iOS基本都使用ARC來管理對象，所以不用我們程式員來管理，但是我們要知道這個Object Storage Service的位置。

5. 棧（stack）區：棧是由編譯器自動分配並釋放，使用者存放程式臨時建立的局部變數，存放函數的參數值，局部變數等。也就是說我們函數括弧“{}”中定義的變數（但不包括static聲明的變數，static意味這在資料區段中存放變數）。除此以外在函數被調用時，其參數也會被壓入發起調用的進程棧中，並且待到調用結束後，函數的傳回值也回被存放回棧中。由於棧的先進先出特點，所以棧特別方便用來儲存/恢複調用現場。從這個意義上將我們可以把棧看成一個臨時資料寄存、交換的記憶體區。

上述幾種記憶體地區中資料區段、BSS和堆通常是被連續儲存的——記憶體位置上是連續的，而程式碼片段和棧往往會被獨立存放。

棧是向低地址擴充的資料結構，是一塊連續的記憶體的地區。堆是向高地址擴充的資料結構，是不連續的記憶體地區。有人會問堆和棧會不會碰到一起，他們之間間隔很大，絕少有機會能碰到一起，況且堆是鏈表方式儲存！

#import "ViewController.h"int age = 24;//全域初始化區（資料區）NSString *name;//全域未初始化區（BSS區）static NSString *sName = @"Dely";//全域（靜態初始化）區@implementation ViewController- (void)viewDidLoad {    [super viewDidLoad];    int tmpAge;//棧    NSString *tmpName = @"Dely";//棧    NSString *number = @"123456"; //123456\0在常量區，number在棧上。    NSMutableArray *array = [NSMutableArray arrayWithCapacity:1];//分配而來的8位元組的地區就在堆中，array在棧中，指向堆區的地址    NSInteger total = [self getTotalNumber:1 number2:1];}- (NSInteger)getTotalNumber:(NSInteger)number1 number2:(NSInteger)number2{    return number1 + number2;//number1和number2 棧區}@end

堆（heap）和棧（stack）區別

1. 申請方式和回收方式

   • 棧區（stack） ：由編譯器自動分配並釋放
   • 堆區（heap）：由程式員分配和釋放

2. 申請後系統的響應

   • 棧區（stack）：儲存每一個函數在執行的時候都會向作業系統索要資源，棧區就是函數運行時的記憶體，棧區中的變數由編譯器負責分配和釋放，記憶體隨著函數的運行分配，隨著函數的結束而釋放，由系統自動完成。只要棧的剩餘空間大於所申請空間，系統將為程式提供記憶體，否則將報異常提示棧溢出。

   • 堆區（heap）：作業系統有一個記錄空閑記憶體位址的鏈表，當系統收到程式的申請時，會遍曆該鏈表，尋找第一個空間大於所申請空間的堆結點，然後將該結點從空閑結點鏈表中刪除，並將該結點的空間分配給程式，另外，對於大多數系統，會在這塊記憶體空間中的首地址處記錄本次分配的大小，這樣，代碼中的delete語句才能正確的釋放本記憶體空間。另外，由於找到的堆結點的大小不一定正好等於申請的大小，系統會自動的將多餘的那部分重新放入空閑鏈表中。

3. 申請大小的限制

   • 棧區（stack）：棧是向低地址擴充的資料結構，是一塊連續的記憶體的地區。這句話的意思是棧頂的地址和棧的最大容量是系統預先規定好的，棧的大小是2M（也可能是1M，我看網上說得，我也不清楚），如果申請的空間超過棧的剩餘空間時，將提示棧溢出。因此，能從棧獲得的空間較小。

   • 堆區（stack）：堆是向高地址擴充的資料結構，是不連續的記憶體地區。這是由於系統是用鏈表來儲存的空閑記憶體位址的，自然是不連續的，而鏈表的遍曆方向是由低地址向高地址。堆的大小受限於電腦系統中有效虛擬記憶體。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。

4. 申請效率的比較

   • 棧區（stack）：由系統自動分配，速度較快。但程式員是無法控制的。

   • 堆區（stack）：是由alloc分配的記憶體，一般速度比較慢，而且容易產生記憶體片段,不過用起來最方便.

5. 分配方式的比較

   • 棧區（stack）：有2種分配方式：靜態分配和動態分配。靜態分配是編譯器完成的，比如局部變數的分配。動態分配由alloc函數進行分配，但是棧的動態分配和堆是不同的，他的動態分配是由編譯器進行釋放，無需我們手工實現。
   • 堆區（stack）：堆都是動態分配的，沒有靜態分配的堆。

6. 分配效率的比較

   • 棧區（stack）：棧是作業系統提供的資料結構，電腦會在底層對棧提供支援：分配專門的寄存器存放棧的地址，壓棧出棧都有專門的指令執行，這就決定了棧的效率比較高。
   • 堆區（stack）：堆則是C/C++函數庫提供的，它的機制是很複雜的，例如為了分配一塊記憶體，庫函數會按照一定的演算法（具體的演算法可以參考資料結構/作業系統）在堆記憶體中搜尋可用的足夠大小的空間，如果沒有足夠大小的空間（可能是由於記憶體片段太多），就有可能調用系統功能去增加程式資料區段的記憶體空間，這樣就有機會分到足夠大小的記憶體，然後進行返回。顯然，堆的效率比棧要低得多。

小結：
使用棧就像我們去買一個蛋糕，出錢然後選擇一種口味，一種形狀的蛋糕就得到了，不管他們怎麼做的，怎麼設計的，這種好處就是快捷，花錢買服務嘛（我是不是說的不好，有點汙了），但是自由度很小。。

使用堆就像我們去買一個手工蛋糕，因為有情義啊DIY，自己動手做喜歡吃的形狀，和自己喜歡的口味，比較麻煩，但是比較符合自己的口味，而且自由度大。

今天的牛X就吹到這裡，中間有什麼錯誤請提出來狠狠批鬥我，謝謝你們的賞臉查看！

參考資料：
http://blog.csdn.net/liruxing1715/article/details/6715503

文／Dely（簡書作者）
原文連結：http://www.jianshu.com/p/746c747e7e00
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