iOS堆和栈的理解

操作系统iOS 中应用程序使用的计算机内存不是统一分配空间，运行代码使用的空间在三个不同的内存区域，分成三个段：“text segment “，“stack segment ”，“heap segment ”。

段“text segment ”是应用程序运行时应用程序代码存在的内存段。每一个指令，每一个单个函数、过程、方法和执行代码都存在这个内存段中直到应用程序退出。一般情况下，你不会真的不得不知道这个段的任何事情。

当应用开始以后，函数main() 被调用，一些空间分配在”stack” 中。这是为应用分配的另一个段的内存空间，这是为了函数变量存储需要而分配的内存。每一次在应用中调用一个函数，“stack ”的一部分会被分配在”stack” 中，称之为”frame” 。新函数的本地变量分配在这里。

正如名称所示，“stack ”是后进先出（LIFO ）结构。当函数调用其他的函数时，“stack frame ”会被创建；当其他函数退出后，这个“frame ”会自动被破坏。

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：

1.静态分配是编译器完成的，比如自动变量(auto)的分配。

2.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！

“heap” 段也称为”data” 段，提供一个保存中介贯穿函数的执行过程，全局和静态变量保存在“heap”中，直到应用退出。

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

为了访问你创建在heap 中的数据，你最少要求有一个保存在stack 中的指针，因为你的CPU 通过stack 中的指针访问heap 中的数据。

你可以认为stack 中的一个指针仅仅是一个整型变量，保存了heap 中特定内存地址的数据。实际上，它有一点点复杂，但这是它的基本结构。

简而言之，操作系统使用stack 段中的指针值访问heap 段中的对象。如果stack 对象的指针没有了，则heap 中的对象就不能访问。这也是内存泄露的原因。

在iOS 操作系统的stack 段和heap 段中，你都可以创建数据对象。

stack 对象的优点主要有两点，一是创建速度快，二是管理简单，它有严格的生命周期。stack 对象的缺点是它不灵活。创建时长度是多大就一直是多大，创建时是哪个函数创建的，它的owner 就一直是它。不像heap 对象那样有多个owner ，其实多个owner 等同于引用计数。只有heap 对象才是采用“引用计数”方法管理它。

stack 对象的创建

只要栈的剩余空间大于stack 对象申请创建的空间，操作系统就会为程序提供这段内存空间，否则将报异常提示栈溢出。

heap 对象的创建

操作系统对于内存heap 段是采用链表进行管理的。操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当收到程序的申请时，会遍历链表，寻找第一个空间大于所申请的heap 节点，然后将该节点从空闲节点链表中删除，并将该节点的空间分配给程序。

再补充一点，这里说的是操作系统的堆和栈。

在我们学习“数据结构”时，接触到的堆和栈的概念和这个操作系统中的堆和栈不是一回事的。

操作系统的堆和栈是指对内存进行操作和管理的一些方式。

“数据结构“的堆实际上指的就是（满足堆性质的）优先Queue 的一种数据结构，第1 个元素有最高的优先权；栈实际上就是满足先进后出的性质的数据或数据结构。