堆和棧與靜態(tài)內(nèi)存分配不一樣，雖然都在進(jìn)程地址空間內(nèi)，但是它們并沒有提前就分配好空間，而是在程序運(yùn)行的時(shí)候進(jìn)行分配，不過棧是操作系統(tǒng)自動分配和釋放，而堆是由開發(fā)人員根據(jù)具體需求進(jìn)行分配，釋放，這就是我們今天的主題，內(nèi)存的動態(tài)分配。

相信學(xué)過C語言直系親屬的C++、objective-C等語言的朋友們知道，在早期的時(shí)候，它們都需要手動的通過malloc函數(shù)進(jìn)行分配，然后又需要手動的進(jìn)行釋放（oc中是alloc和dealloc），不過這樣開發(fā)效率很低，往往會因?yàn)橐煤蛢?nèi)存忘記釋放出現(xiàn)各種奇葩問題。我記得當(dāng)時(shí)有人說過，用手動操作內(nèi)存，其編碼過程中消耗的時(shí)間要比使用ARC機(jī)制的編程語言多一倍左右。后來，隨著各種新的編程語言的出現(xiàn)，其中又增加各種新的思維方式，有了ARC等垃圾自動回收機(jī)制后，在編碼過程中，編程人員不用再為內(nèi)存的釋放而操心，大大加快了編程速度，降低了編程的門檻。不過有一點(diǎn)要注意，C++和C至今還是沒有官方的ARC機(jī)制，不排除有大佬自己實(shí)現(xiàn)。

棧

不過就我從以前學(xué)習(xí)objective-C時(shí)學(xué)習(xí)的MRC和后來使用的ARC來說，編碼速度確實(shí)使用ARC來的快，但是編譯和軟件的使用效率上看，ARC更容易出現(xiàn)卡頓等現(xiàn)象，說簡單點(diǎn)，就是沒有以前那么順暢。如果多翻一翻GitHub上的一些大佬寫的項(xiàng)目，就會發(fā)現(xiàn)這些項(xiàng)目中，在比較關(guān)鍵的地方仍然使用MRC機(jī)制，手動的管理內(nèi)存的引用和釋放（Java很早就出現(xiàn)垃圾自動回收機(jī)制了）。我個(gè)人覺得培訓(xùn)班之所以能夠批量生產(chǎn)編碼員，就是因?yàn)楝F(xiàn)在語言不再讓程序員需要去考慮內(nèi)存管理等問題，全部交給計(jì)算機(jī)去處理了。

我們上面說了很多MRC和ARC等機(jī)制，實(shí)際上萬變不離其宗，終究是對內(nèi)存進(jìn)行動態(tài)的分配和釋放，所以我們先來說內(nèi)存的分配和釋放。我們在說數(shù)組的時(shí)候遇到過這樣的問題，本來我們的數(shù)組要放是個(gè)元素，但是后來需要向里面增加其他幾個(gè)元素，這時(shí)候，我們前面使用的基本數(shù)組類型的長度是不能變的，所以會出現(xiàn)不能儲存的問題，這時(shí)候怎么辦呢，于是就需要我們自己取申請一個(gè)可變長的的數(shù)組。靜態(tài)分配？不行，早早就給把內(nèi)存空間分配好了。棧？這也不行，我們在定義基本數(shù)據(jù)類型變量時(shí)已經(jīng)告訴數(shù)組長度，系統(tǒng)也給分配好了，還想變，不可能。那么我我們就只剩下堆了，堆是我們編程人員可以控制的一片區(qū)域空間，所以我想申請多大空間就可以申請多大空間，不過一般來說，在分配內(nèi)存的時(shí)候，我們不需要告訴計(jì)算機(jī)我們需要多大的內(nèi)存，畢竟在不同的操作系統(tǒng)上，一個(gè)數(shù)據(jù)類型的長度是不同的。需要注意的是，在我們分配了內(nèi)存后，就必須要將其釋放掉，否則數(shù)據(jù)會一直存在，直到程序結(jié)束，如果不釋放，內(nèi)存就會漸漸變滿，是不是就出現(xiàn)問題了，所以在內(nèi)存操作的時(shí)候一定要記住一個(gè)成語：“有始有終”。

通過上面的描述，我們是不是就可以看到這三種內(nèi)存分配模式的效率問題了。靜態(tài)內(nèi)存是在程序啟動時(shí)就已經(jīng)分配好了，程序在運(yùn)行過程中直接拿來用。棧是需要等待程序運(yùn)行時(shí)自動分配和釋放。但是堆的話，既不能在程序啟動時(shí)分配空間，又不能在程序運(yùn)行時(shí)提前分配空間，只能等待在需要的時(shí)候增加內(nèi)存或減少內(nèi)存。這樣看來，靜態(tài)內(nèi)存分配效率最快，然后是棧，最后才是堆。

鏈表

當(dāng)然，對只是內(nèi)存的分配，函數(shù)才是我們操作內(nèi)存的主要手段，在C語言中，能夠動態(tài)內(nèi)存分配的函數(shù)有malloc（常用），Calloc（分配連續(xù)的一塊內(nèi)存）、realloc（重新分配內(nèi)存大?。ree（釋放上面所申請的內(nèi)存），那么這些函數(shù)是怎么實(shí)現(xiàn)在堆上的內(nèi)存申請和釋放呢，首先，堆的內(nèi)存并不是連續(xù)不斷的，它在申請的時(shí)候會向系統(tǒng)申請一塊內(nèi)存空間，當(dāng)這片內(nèi)存空間用完后，它會向系統(tǒng)繼續(xù)申請另一塊空間，這時(shí)候系統(tǒng)會從低地址向高地址遍歷，如果出現(xiàn)大小合適的空閑空間，那么就會通過我們前面所說的指針進(jìn)行連接，這種方式是不是和鏈表一個(gè)道理，所以在學(xué)習(xí)C語言的時(shí)候，總是會提倡要求了解鏈表的概念和實(shí)現(xiàn)方式。當(dāng)然，這種方式是有弊端的，當(dāng)鏈表中指針被破壞時(shí)，堆就會出現(xiàn)問題，被分開的內(nèi)存空間可能會被其他程序越界讀取和使用，而且長期對內(nèi)存進(jìn)行遍歷，數(shù)據(jù)小時(shí)還行，當(dāng)數(shù)據(jù)達(dá)到一定規(guī)模后，每次進(jìn)行遍歷，都需要消耗大量時(shí)間，所以就有了新的理論和觀點(diǎn)，就是我們說的內(nèi)存池，內(nèi)存池主要講的并不是內(nèi)存的申請和分配問題，而是對自己內(nèi)存的管理，不過這個(gè)內(nèi)存池管理的原理比較復(fù)雜。我們前面說的ARC和MRC實(shí)際上就是對內(nèi)存池的管理，當(dāng)申請內(nèi)存空間時(shí)，在池子中對這個(gè)對象進(jìn)行引用加一，這片內(nèi)存空間沒有任何引用時(shí)，才正式釋放掉，這就是我們常說的“內(nèi)存垃圾回收機(jī)制”。