Stack & Heap | 青训营笔记

这是我参与「第四届青训营 」笔记创作活动的的第4天。

Stack 栈

• 栈一般用于存储参数/局部变量/函数调用后返回地址
• FIFO 先进后出
• 栈指针
  • 指向栈顶
  • 一般存储在寄存器
• 由高地址向低地址扩展

Heap 堆

• 存储数组和对象， 线程共享
• 与Heap数据结构无关，OC底层用双向链表实现
• 手动分配
• 由低地址向高地址扩展

C & C++ 内存管理

C 内存管理

• 用 malloc & free 动态分配内存

void stackFunc() {
        // they are all in stack
        int a = 10; 
        char s[] = "aa";
        printf("the a is %d\n", a);

}

void heapFunc() {
        // b is in heap
        int* b = malloc(sizeof(int));
        printf("the b is %d\n", *b);
        free(b);
}

C++ 内存管理

• new & delete
  • malloc/free只是动态分配内存空间/释放空间，new/delete 还会调用构造函数和析构函数进行初始化与清理
  • malloc/free需要手动计算类型大小，new/delete可自动计算类型的大小
  • malloc/free管理内存失败会返回0，new/delete等的方式管理内存失败会抛出异常

void useRawPointer()
{
    // Using a raw pointer -- not recommended.
    std::string *pSong = new std::string("Nothing on You");
    int *p = new int[10];
    
    std::cout << *pSong << std::endl;

    // Don't forget to delete!
    delete pSong;
    delete[] p;
}

• Smart Pointer 智能指针

  • 保留 -> 和 * 运算符
  • auto_pt & unique_ptr
    • 基于排他所有权模式：两个指针不能指向同一个资源
    • 无法进行左值unique_ptr复制构造，也无法进行左值复制赋值操作，但允许临时右值赋值构造和赋值
  • shared_ptr
    • 可以复制赋值操作

• Reference Counting 引用计数

  • 记录了当前内存资源有多少指针在引用（可以访问这个资源）
  • 当新增加一个可以访问这个资源的引用，计数器会加1，反之会减1
  • 当引用计数等于0时，对象会被销毁

shared_pt<Person> sp1;
shared_pt<Person> sp2(new Person(2));

// 获取智能指针管控的共享指针的数量  use_count()：引用计数
cout << "sp1    use_count() = " << sp1.use_count() << endl; // 0
cout << "sp2    use_count() = " << sp2.use_count() << endl << endl; // 1

sp1 = sp2; // 共享

cout << "sp1    use_count() = " << sp1.use_count() << endl; // 2
cout << "sp2    use_count() = " << sp2.use_count() << endl << endl; // 2

shared_pt<Person> sp3(sp1);
cout << "sp1    use_count() = " << sp1.use_count() << endl; // 3
cout << "sp2    use_count() = " << sp2.use_count() << endl; // 3
cout << "sp3    use_count() = " << sp3.use_count() << endl << endl; // 3