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C语言内存分配

Objective-C从名字来看就可以知道是一门超C语言，所以了解C语言的内存模型对于理解Objective-C的内存管理有很大的帮助。C语言内存模型图如下：

从图中可以看出内存被分成了5个区，每个区存储的内容如下：

1.栈区(stack)：存放函数的参数值、局部变量的值等，由编译器自动分配释放，通常在函数执行结束后就释放了，其操作方式类似数据结构中的栈。栈内存分配运算内置于处理器的指令集，效率很高，但是分配的内存容量有限，比如iOS中栈区的大小是2M。

2.堆区(heap)：就是通过new、malloc、realloc分配的内存块，它们的释放编译器不去管，由我们的应用程序去释放。如果应用程序没有释放掉，操作系统会自动回收。分配方式类似于链表。 3.静态区：全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。程序结束后，由系统释放。 4.常量区：常量存储在这里，不允许修改的。 5.代码区：存放函数体的二进制代码。

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。

栈区和堆区的区别主要为以下几点：

对于栈来说，内存管理由编译器自动分配释放；对于堆来说，释放工作由程序员控制。

栈的空间大小比堆小许多。 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，所以分配效率比堆高。 栈中存储的变量出了作用域就无效了，而堆由于是由程序员进行控制释放的，变量的生命周期可以延长。

参考文章