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堆、栈

作为一个程序的开发人员,接触的最多的就是内存中的堆和栈,那么他们到底有什么不同呢?
1、内存

内存是与CPU沟通的桥梁,用来暂时的存储CPU的运算数据

2、内存管理

指软件运行时对计算机内存资源的分配和使用的技术。其主要的目的是如何高效,快速的分配,并且在适当的时候释放和回收内存资源。

3、如何保存数据
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:

栈     :是用户程序临时创建的局部变量,一般存放函数的参数值
堆     :程序运行时动态分配 的内存。对象,如果程序员不释放,程序结束时,可能会由操作系统回收
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(数据短),未初始化的全局变量和静态变量在相邻的另一块区域(BSS),程序结束后由系统释放
文字常量区 存放常量字符串,程序结束后由系统释放程序代码段 :源代码产生的二进制数据

4、 内存分配的方式:

        a)、静态存储区分配b)、在栈上创建(执行函数时分配的内存)c)、从堆上分配(动态分配:运行时分配的内存)

5、申请效率

栈:由系统自动分配,速度较快
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

6、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,栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,在 iOS中,主线程栈的大小是1M。
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

7、存储内容

栈:变量名(不带*)相当于是指向栈区数据的指针别名,变量名可以简化程序员的工作
堆:要访问堆区中的数据,必须通过指针的方式才可以进行,指针的类型决定了访问堆中数据的方式
操作系统以匿名(只记录内存地址和大小,不记录具体类型)的方式记录已经分配的内存区域
当某一内存区域不再使用时,程序需要通知操作系统回收该内存区域,从而可以保证该内存区域被其他程序再次使用,否则,该区域将永远无法被再次分配,这就是传说中的“内存泄露”
如果某一区域已经被释放,仍然视图访问该区域,会提示“坏内存访问”,这就是传说中的“野指

8、栈和堆的区别

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;对于堆来说,释放工作由程序员控制,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,是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶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。碎片问题: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块从栈中间弹出
分配方式:堆都是动态分配的,没有静态分配的堆。栈有2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。动态分配由alloca函数进行分配,但是栈的动态分配和堆是不同的,他的动态分配是由编译器进行释放,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,计算机会在底层对栈提供支持: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,它的机制是很复杂的。

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