剖析程序中的栈与堆的内存分配

在计算机系统中，运行的应用程序的数据都保存在内存中，不同类型的数据所保存在的区域不同，应用程序中总共有五个内存区域：
（1）、栈区【stack】：由编译器自动分配并释放，一般存放函数的参数值，局部变量等
（2）、堆区【heap】：由程序员分配和释放内存，如果程序员不释放，程序结束时，可能会由操作系统回收
（3）、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，而该区又分为两种情况，一种是已初始化的，另一种是未初始化的，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，程序结束后由系统释放
（4）、文字常量区：存放常量字符串，程序结束后由系统释放
（5）、程序代码区：存放函数的二进制代码
其中全局区，常量区和代码区会随着应用程序启动被加载进内存，当应用程序被销毁后才会被释放，所以我们应该将重点放在栈区和堆区上

一、内存的申请方式
栈：由系统自动分配
堆：需要程序员自己使用alloc，new等操作申请

二、申请后系统的响应
栈：在栈的剩余空间大于所申请空间的前提下才会为系统分配内存，否则将报异常提示栈溢出
堆：堆内存的分配会经过三步，遍历链表、为程序寻找并分配第一块大于申请大小的空间、将分配出去有剩余的空间回收。
（1）、操作系统中有一个记录空闲内存的链表，当系统接收到程序的申请时会遍历该链表；
（2）系统会寻找链表中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节点链表中删除，并将该节点的空间分配给程序
（3）、由于找到的堆节点的大小不一定正好等于申请的大小，所以系统会自动的将剩余的那部分重新放入空闲链表中。

三、申请大小的限制
栈：栈内存的分配是由高地址向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存区域，栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，也就是说每一次分配的内存大小是由系统确定的。
堆：堆内存的分配是由低地址向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域，这是由于系统使用链表来存储空闲内存地址，自然是不连续的，而链表是由低地址向高地地址遍历的，堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见堆获得的空间比较灵活，也比较大。

四、申请效率
栈：由系统分配，速度快
堆：是由alloc分配内存，速度比较慢且容易产生内存碎片，不过用起来最方便

五、存储内容
栈：变量名（不带*）相当于是指向栈区数据的指针别名
堆：要访问堆中得数据，必须通过指针的方式才可以进行，指针的类型聚丁了访问堆中数据的方式
（1）、操作系统以匿名的方式记录已经分配的内存区域，也就是只记录内存地址和大小，不记录具体类型；
（2）、当某一内存区域不再使用时，程序需要通知操作系统回收该内存区域，从而可以保证该内存区域被其他程序再次使用，否则该区域将永远无法被再次分配，这就是内存泄露；
（3）、如果某一区域已经被释放但仍然试图访问该区域，就会提示“bad access”，也就是“坏的访问”，也可以称之为“野指针访问”。