iOS:堆(heap)和棧(stack)的理解
Objective-C的對象在內(nèi)存中是以堆的方式分配空間的,并且堆內(nèi)存是由你釋放的,即release
棧由編譯器管理自動釋放的,在方法中(函數(shù)體)定義的變量通常是在棧內(nèi),因此如果你的變量要跨函數(shù)的話就需要將其定義為成員變量。
1.棧區(qū)(stack):由編譯器自動分配釋放,存放函數(shù)的參數(shù)值,局部變量等值。其操作方式類似于數(shù)據(jù)結構中的棧。
2.堆區(qū)(heap):一般由程序員分配釋放,若程序員不釋放,則可能會引起內(nèi)存泄漏。注堆和數(shù)據(jù)結構中的堆棧不一樣,其類是與鏈表。
操作系統(tǒng)iOS 中應用程序使用的計算機內(nèi)存不是統(tǒng)一分配空間,運行代碼使用的空間在三個不同的內(nèi)存區(qū)域,分成三個段:“text segment “,“stack segment ”,“heap segment ”。
段“text segment ”是應用程序運行時應用程序代碼存在的內(nèi)存段。每一個指令,每一個單個函數(shù)、過程、方法和執(zhí)行代碼都存在這個內(nèi)存段中直到應用程序退出。一般情況下,你不會真的不得不知道這個段的任何事情。
當應用開始以后,函數(shù)main() 被調用,一些空間分配在”stack” 中。這是為應用分配的另一個段的內(nèi)存空間,這是為了函數(shù)變量存儲需要而分配的 內(nèi)存。每一次在應用中調用一個函數(shù),“stack ”的一部分會被分配在”stack” 中,稱之為”frame” 。新函數(shù)的本地變量分配在這里。
正如名稱所示,“stack ”是后進先出(LIFO )結構。當函數(shù)調用其他的函數(shù)時,“stack frame ”會被創(chuàng)建;當其他函數(shù)退出后,這個“frame ”會自動被破壞。
“heap” 段也稱為”data” 段,提供一個保存中介貫穿函數(shù)的執(zhí)行過程,全局和靜態(tài)變量保存在“heap”中,直到應用退出。
為了訪問你創(chuàng)建在heap 中的數(shù)據(jù),你最少要求有一個保存在stack 中的指針,因為你的CPU 通過stack 中的指針訪問heap 中的數(shù)據(jù)。
你可以認為stack 中的一個指針僅僅是一個整型變量,保存了heap 中特定內(nèi)存地址的數(shù)據(jù)。實際上,它有一點點復雜,但這是它的基本結構。
簡而言之,操作系統(tǒng)使用stack 段中的指針值訪問heap 段中的對象。如果stack 對象的指針沒有了,則heap 中的對象就不能訪問。這也是內(nèi)存泄露的原因。
在iOS 操作系統(tǒng)的stack 段和heap 段中,你都可以創(chuàng)建數(shù)據(jù)對象。
stack 對象的優(yōu)點主要有兩點,一是創(chuàng)建速度快,二是管理簡單,它有嚴格的生命周期。stack 對象的缺點是它不靈活。創(chuàng)建時長度是多大就一直是多 大,創(chuàng)建時是哪個函數(shù)創(chuàng)建的,它的owner 就一直是它。不像heap 對象那樣有多個owner ,其實多個owner 等同于引用計數(shù)。只有 heap 對象才是采用“引用計數(shù)”方法管理它。
stack 對象的創(chuàng)建
只要棧的剩余空間大于stack 對象申請創(chuàng)建的空間,操作系統(tǒng)就會為程序提供這段內(nèi)存空間,否則將報異常提示棧溢出。
heap 對象的創(chuàng)建
操作系統(tǒng)對于內(nèi)存heap 段是采用鏈表進行管理的。操作系統(tǒng)有一個記錄空閑內(nèi)存地址的鏈表,當收到程序的申請時,會遍歷鏈表,尋找第一個空間大于所申請的heap 節(jié)點,然后將該節(jié)點從空閑節(jié)點鏈表中刪除,并將該節(jié)點的空間分配給程序。
例如:
NSString 的對象就是stack 中的對象,NSMutableString 的對象就是heap 中的對象。前者創(chuàng)建時分配的內(nèi)存長度固定且不可修改;后者是分配內(nèi)存長度是可變的,可有多個owner, 適用于計數(shù)管理內(nèi)存管理模式。
兩類對象的創(chuàng)建方法也不同,前者直接創(chuàng)建“NSString * str1=@"welcome"; “,而后者需要先分配再初始化“ NSMutableString * mstr1=[[NSMutableString alloc] initWithString:@"welcome"]; ”。