iOS 内存基础知识及堆区和栈区的区别

iOS内存区域大致分为；栈区，堆区，全局区（静态区），文字常量区，程序代码区

栈区

1. 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，缺点是有限制，数据不灵活。（先进后出）

alloc在堆上申请一块空间返回一个指针，这个指针在栈上，申请的空间在堆上
这里指的局部变量不是对象地址，而是这个对象的指针在栈上

2. 申请后的系统响应， 栈区存储每一个函数在执行的时候都会向操作系统所要资源，栈区就是函数运行时的内存，栈区中的变量由编译器负责分配和释放，内存随着函数的运行分配，随着函数的结束释放，由系统自动完成

只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统讲为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出

3. 申请大小的限制
   栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。是栈顶的地址和栈的最小容量是系统预先规定好的，栈的大小是2M(也有的说是1M，总之是一个编译时就却确定的常数)，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

4. 栈由系统自动分配，速度较快，以内栈是先进后出的队列，他们时如此的一一对应，以至于永远都不可能有一个内存快从栈中间弹出，不会产生内存碎片

堆区

注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表

堆是一种特殊的树形数据结构，每个节点都有一个值。通常我们所说的堆的数据结构，是指二叉树。堆的特点是根节点的值最小（或最大），且根节点的两个子树也是一个堆
堆分为大根堆，小根堆，大根堆就是树的根结点大于叶子节点。

1. 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iOS种alloc都是存放在堆中
   优点是灵活方便，数据适应面广泛，但是效率又一定降低

堆空间的分配总是动态的，虽然程序结束时所有的数据空间都会被释放回系统，但是精确的申请内存和释放时优质程序开发者的必备的素质

2. 堆区申请后的系统响应

首先应该知道操作系统会有一个记录空闲内存地址的链表
当系统收到程序的申请时，会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆节点，然后将该节点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序
由于找到的堆接点大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动将多余的那部分重新放入到空闲链表中

3.申请大小的限制
堆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。而链表的便利方向是从低地址向高地址的。堆的大小受限于计算机系统中的虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大
4.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，使程序效率最低，不过用起来最方便

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，未初始化的全局变量和静态变量在相邻的另一块区域。程序结束后有系统释放

文字常量区

存放常量字符串，程序结束后由系统四方

程序代码区

存放函数的二进制代码

内存分配地址

栈区

• 栈区的内存地址是从高到低的分配
• 栈区存放局部变量，先进后出，一旦出了作用域就会被销毁

堆区

• 堆区的内存地址是从低到高分配
• 堆区的变量空间分配都是alloc，程序员需要管理堆区的内存
• ARC的内存管理，是在编辑器编译的时候，自动添加retain等，c的变量的内存管理，需要程序员处理
• 堆区的内存由所有应用程序共享
• 堆区的内存分配由系统来负责
• 系统使用一个链表来维护所有已经分配过的内容空间

字符串内存管理

NSString是以恶搞不可变的字符串对象。这不是表示这个对象生命的变量的值不可变，而是表示它初始化之后，你就不能改变该变量所分配的内存中的值，但你可以重新分配该变量所处的内存空间。copy和retain对他都是浅复制，也就是单纯的指针复制

浅拷贝和深拷贝

浅拷贝，只是拷贝了对象的指针，而不是拷贝对象本事。深拷贝，是直接拷贝整个对象的内存到另一快内存中

• 浅拷贝（shallow copy):在浅拷贝操作的时候，对于被拷贝对象的每一层都是指针拷贝
• 单层拷贝（one-level-deep copy）:在深拷贝操作时，对于被拷贝对象，至少又一层是深拷贝
• 深拷贝（real-deep copy）:在完全拷贝操作是，对于被拷贝对象的每一层都是对象拷贝

集合的深拷贝

NSDictionary shallowCopyDict = [[NSDictionary alloc] initWithDictionary:someDictionary copyItems:YES];

归档一个容器类对象（archive）拷贝后，然后解档（unarchive）,即可实现里面元素的深拷贝

在容器类对象中，对immutable对象进行copy，是指针拷贝，mutableCopy是内容拷贝；对mutable对象进行copy和mutableCopy都是内容拷贝。但是：集合对象的内容拷贝仅限于对象本身，对象元素仍然是指针拷贝。

内容参考

编码篇－iOS程序中的内存分配 栈区堆区全局区等相关知识