十八、内存的五大区

2020-11-02 本文已影响0人 Mjs

在程序编译的时候内存一般分为以下几个部分

栈区(stack):由编译器自动分配，先进后出，存放函数的参数值，局部变量的值等。
堆区(heap):一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束可能由OS回收。oc一般通过alloc开辟空间，c/c++通过malloc等方式分配，结束时候使用free释放，如果忘记释放，会导致分配的空间一致占着不放，导致内存泄漏。分配方式类似于链表。
全局区/静态区(static):用来存放全局变量和静态变量。存在程序的整个运行期间，是由编译器分配和释放的。
常量区:存放常量(程序在运行的期间不能够被改变的量，整型常量，字符型常量，浮点常量，字符串常量等)。空间是由系统管理的，生命周期，在程序运行期间一直存在（与程序的生命周期一样）
代码区:存放程序的代码，即CPU执行的机器指令，并且是只读的。

内存五大区.png

栈区

栈是系统数据结构，对应线程/进程是iOS。主线程栈大小是1MB，其他主线程是512KB唯一的。
栈区是先进后出
栈的地址空间在iOS中是以0X7开头
栈空间分静态分配和动态分配两种。
静态分配是编译器完成的，比如自动变量(auto)的分配。
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！

优点是快速高效，缺点时有限制，数据不灵活。［先进后出］

MAC只有8M

int main()
{
    int *p1= alloca(4);
    *p1 = 123;
    printf("%d,%p,%p\n",*p1,p1, &p1);
    return 0;
}
·················
123,0x7ffeefbff420,0x7ffeefbff430
·················

所以p1和p1指向的值也是放在栈中的

堆区

堆是向高地址扩展的数据结构
堆是不连续的内存区域，遵循先进先出（FIFO）原则。
堆的地址空间在iOS中是以0x6开头，其空间的分配总是动态的。

int main()
{
    int *p1=malloc(4);//申请4字节的空间
    *p1=123;// 该空间赋值123
    printf("%p:%d\n",p1,*p1);
    printf("%p\n",&p1);
    free(p1);
    return 0;
}
···················
0x10380f1c0:123
0x7ffeefbff430
···················

当需要访问堆中内存时，一般需要先通过对象读取到栈区的指针地址，然后通过指针地址访问堆区
堆区是由系统通过链表管理维护的，所有应用程序共享的一块内存空间。包括内存+虚拟内存（磁盘缓存）
程序运行时堆区的内部操作，以及引发内存泄漏的原因：
创建一个新的对象时，对象p指针存放在栈区，p将指向在堆区开辟的一块存储空间Person
在程序结束之前，p对象必须release，不然系统不知道释放堆区的Person内存。
如果p对象没有release，只是p＝nil; 就是p指针指向了堆区地址为0的地方，那么原来的Person永远无法再次访问，而且也无法释放掉。
堆是所有程序共享的内存，当N个这样的内存得不到释放，堆区会被挤爆，程序立马瘫痪。这就是内存泄漏。

全局区/静态区

全局区是编译时分配的内存空间，在iOS中一般以0x1开头

static int a;
int c;
void test(void)
{
    static int b=1;
    b++;
    printf("b:%p: %d\n", &b , b);
}
int main()
{
    printf("a: %p: %d\n", &a , a);
    printf("c: %p: %d\n", &c , c);
    for(uint8_t i=0;i<5;i++)
    {
        test();
    }
    return 0;
}
···············
a: 0x100002014: 0
c: 0x100002018: 0
b:0x100002010: 2
b:0x100002010: 3
b:0x100002010: 4
b:0x100002010: 5
b:0x100002010: 6
Program ended with exit code: 0
···············

a是静态全局变量，b是静态局部变量，c是全局变量，他们都存放在静态区；a和c并未初始化，打印出来的都是0，说明比那一起自动把他们初始化为0；b在for循环中初始化了5次，但实际上b仅初始化一次，后面每次调用b都是上次的值，且b的地址是不变的，编译器只会为第一次初始化的b分配内存，后面4次初始化是无效的。

常量区

常量区是编译时分配的内存空间，在iOS中一般以0x1开头，在程序结束后由系统释放
char *p="hello“；
以这种方法初始化的字符串是常量字符串，所以不能修改。

int main(int argc, const char * argv[]) {
    char* p ="abcdef";
    printf("%p: %s\n", p , p);//打印指针p的地址和p指向的字符串内容
    p="qwedma";
    printf("%p: %s\n", p , p);//打印指针p的地址和p指向的字符串内容
    p[0]='1';                     //尝试把p指向的第一个字符q修改为1
    printf("%p: %s\n", p , p);//打印指针p的地址和p指向的字符串内容
    return 0;
}
···········
0x100000f9a: abcdef
0x100000fab: qwedma
(lldb) 
···········

可以看到，p的值改变，地址也发生了改变。在尝试把p指向的第一个字符q修改为1时，系统崩溃了，常量区的内容不可以改变。
继续看定义
char p[]="hello“;在这里把p定义成一个字符数组


int main(int argc, const char * argv[]) {
    char p[] ="abcdef";
    printf("%p: %s\n", p , p);//打印指针p的地址和p指向的字符串内容
    p[0]= '1';                     //尝试把p指向的第一个字符q修改为1
    printf("%p: %s\n", p , p);//打印指针p的地址和p指向的字符串内容
    return 0;
}

···········
0x7ffeefbff489: abcdef
0x7ffeefbff489: 1bcdef
Program ended with exit code: 0
···········

这个p数组是存放在栈区的，然后再把字符串常量”abcd”拷贝到栈区的str数组内，那么此时的str是可以修改的。str是指向栈区的地址：0x0x7ffeefbff489，且指向的内容可以被修改，第一个字符a被修改为e。

代码区

代码区的内存是由系统控制的
代码区的存放 :程序中的函数编译后cpu指令
代码区的地址:函数的地址,程序的入口地址，程序的名字
函数的名称也是一个指针，可以通过查询函数名称所处的内存地址，查询函数存放的区域。

int main(int argc, const char * argv[]) {

        printf("main:%p\n",main);//打印main函数的存放地址

    return 0;
}
..........
main:0x100000eb0
..........

可以看到main函数确实存放在0x0x100000eb0这片地址区域，在代码区中。

十八、内存的五大区

栈区

堆区

全局区/静态区

常量区

代码区

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