链表并不能解决堆中所有问题，还需要内存池

堆和栈与静态内存分配不一样，虽然都在进程地址空间内，但是它们并没有提前就分配好空间，而是在程序运行的时候进行分配，不过栈是操作系统自动分配和释放，而堆是由开发人员根据具体需求进行分配，释放，这就是我们今天的主题，内存的动态分配。

相信学过C语言直系亲属的C++、objective-C等语言的朋友们知道，在早期的时候，它们都需要手动的通过malloc函数进行分配，然后又需要手动的进行释放（oc中是alloc和dealloc），不过这样开发效率很低，往往会因为引用和内存忘记释放出现各种奇葩问题。我记得当时有人说过，用手动操作内存，其编码过程中消耗的时间要比使用ARC机制的编程语言多一倍左右。后来，随着各种新的编程语言的出现，其中又增加各种新的思维方式，有了ARC等垃圾自动回收机制后，在编码过程中，编程人员不用再为内存的释放而操心，大大加快了编程速度，降低了编程的门槛。不过有一点要注意，C++和C至今还是没有官方的ARC机制，不排除有大佬自己实现。

栈

不过就我从以前学习objective-C时学习的MRC和后来使用的ARC来说，编码速度确实使用ARC来的快，但是编译和软件的使用效率上看，ARC更容易出现卡顿等现象，说简单点，就是没有以前那么顺畅。如果多翻一翻GitHub上的一些大佬写的项目，就会发现这些项目中，在比较关键的地方仍然使用MRC机制，手动的管理内存的引用和释放（Java很早就出现垃圾自动回收机制了）。我个人觉得培训班之所以能够批量生产编码员，就是因为现在语言不再让程序员需要去考虑内存管理等问题，全部交给计算机去处理了。

我们上面说了很多MRC和ARC等机制，实际上万变不离其宗，终究是对内存进行动态的分配和释放，所以我们先来说内存的分配和释放。我们在说数组的时候遇到过这样的问题，本来我们的数组要放是个元素，但是后来需要向里面增加其他几个元素，这时候，我们前面使用的基本数组类型的长度是不能变的，所以会出现不能储存的问题，这时候怎么办呢，于是就需要我们自己取申请一个可变长的的数组。静态分配？不行，早早就给把内存空间分配好了。栈？这也不行，我们在定义基本数据类型变量时已经告诉数组长度，系统也给分配好了，还想变，不可能。那么我我们就只剩下堆了，堆是我们编程人员可以控制的一片区域空间，所以我想申请多大空间就可以申请多大空间，不过一般来说，在分配内存的时候，我们不需要告诉计算机我们需要多大的内存，毕竟在不同的操作系统上，一个数据类型的长度是不同的。需要注意的是，在我们分配了内存后，就必须要将其释放掉，否则数据会一直存在，直到程序结束，如果不释放，内存就会渐渐变满，是不是就出现问题了，所以在内存操作的时候一定要记住一个成语：“有始有终”。

通过上面的描述，我们是不是就可以看到这三种内存分配模式的效率问题了。静态内存是在程序启动时就已经分配好了，程序在运行过程中直接拿来用。栈是需要等待程序运行时自动分配和释放。但是堆的话，既不能在程序启动时分配空间，又不能在程序运行时提前分配空间，只能等待在需要的时候增加内存或减少内存。这样看来，静态内存分配效率最快，然后是栈，最后才是堆。

链表

当然，对只是内存的分配，函数才是我们操作内存的主要手段，在C语言中，能够动态内存分配的函数有malloc（常用），Calloc（分配连续的一块内存）、realloc（重新分配内存大小）、free（释放上面所申请的内存），那么这些函数是怎么实现在堆上的内存申请和释放呢，首先，堆的内存并不是连续不断的，它在申请的时候会向系统申请一块内存空间，当这片内存空间用完后，它会向系统继续申请另一块空间，这时候系统会从低地址向高地址遍历，如果出现大小合适的空闲空间，那么就会通过我们前面所说的指针进行连接，这种方式是不是和链表一个道理，所以在学习C语言的时候，总是会提倡要求了解链表的概念和实现方式。当然，这种方式是有弊端的，当链表中指针被破坏时，堆就会出现问题，被分开的内存空间可能会被其他程序越界读取和使用，而且长期对内存进行遍历，数据小时还行，当数据达到一定规模后，每次进行遍历，都需要消耗大量时间，所以就有了新的理论和观点，就是我们说的内存池，内存池主要讲的并不是内存的申请和分配问题，而是对自己内存的管理，不过这个内存池管理的原理比较复杂。我们前面说的ARC和MRC实际上就是对内存池的管理，当申请内存空间时，在池子中对这个对象进行引用加一，这片内存空间没有任何引用时，才正式释放掉，这就是我们常说的“内存垃圾回收机制”。