Memory
- 프로그램이 실행되면 운영체제는 메모리 (RAM) 에 이 프로그램을 위한 공간을 할당해준다.
- 프로그램을 위한 공간은 4가지로 나누어져 있는데, 이는 코드 (Code) / 데이터 (Data) / 힙 (Heap) / 스택 (Stack) 이다.
Code
- 우리가 작성한 소스 코드가 기계어 (컴퓨터가 읽을 수 있는 가장 밑단의 언어이며, 0과 1로만 이루어져 있다.) 형태로 저장되어 있는 영역
- 컴파일 타임 때 크기가 결정된다.
Data
- 전역 변수, static 변수가 저장되어 있는 영역
- 프로그램 시작과 동시에 할당되고, 프로그램이 종료되어야 메모리가 해제된다.
- 실행 도중 변수 값이 변경될 수 있기 때문에 Read-Write로 지정된다.
- 컴파일 타임 때 크기가 결정된다.
Heap
- 프로그래머가 할당 / 해제하는 메모리 영역
- 프로그래머는 malloc, calloc 으로 힙에 메모리를 할당할 수 있으며, 이를 동적 할당이라고 한다. (Swift에서는 malloc, calloc 함수를 써서 직접 할당할 일이 별로 없긴 하지만, 클래스 인스턴스나 클로저 같은 참조 타입의 값은 모두 힙에 자동 할당된다.)
- 사용하고 난 후에 메모리 해제를 해주지 않으면 Memory Leak (메모리 누수) 가 발생하기 때문에 반드시 사용하고 난 후에는 메모리 해제를 해주어야 한다. (Swift에서는 ARC를 통해 힙에 할당된 메모리가 더 이상 쓸모 없어지면 자동으로 해제해주기 때문에 굳이 프로그래머가 직접 해제를 해줄 필요가 없다.)
- 메모리의 4가지 영역 중 유일하게 런타임 때 크기가 결정되기 때문에 데이터의 크기가 확실하지 않을 때 사용한다.
- 메모리 크기에 제한이 없다.
- 본질적인 범위가 전역이기 때문에 프로그램의 모든 함수에서 접근 가능하다.
- 할당 / 해제 작업 & 힙 손상 (이중 해제, 해제 후 사용 등) 작업 & 힙 경합 (2개 이상 쓰레드가 동시에 접근하려고 할 때 걸리는 Lock) 때문에 속도가 저하된다. (엄청 느리다는 것은 아니고, 스택보다 상대적으로 느리다는 뜻)
- 메모리를 직접 관리해야 한다. (메모리 해제와 비슷한 맥락)
Stack
- 함수 호출할 때 함수의 지역 변수, 매개 변수, 리턴 값 등이 저장되는 영역
- 함수가 종료되면 저장된 메모리도 해제 (반환) 된다.
- 컴파일 타임에 결정되기 때문에 무한히 할당할 수 없다. (메모리 크기에 제한이 있다.)
- LIFO (Last In, First Out) 구조이기 때문에 늦게 저장된 변수일수록 빠르게 해제된다.
- CPU가 스택 메모리를 효율적으로 구성하기 때문에 (CPU에 의해 관리되고 최적화되기 때문에) 속도가 매우 빠르다.
- 메모리를 직접 해제해주지 않아도 된다.
- 지역 변수에만 접근이 가능하다.
- 컴파일 타임 때 크기가 결정된다.
Heap / Stack 적합한 사용
- 스택은 메모리가 한정되어 있기 때문에 데이터의 크기를 모르거나 스택에 저장하기엔 큰 데이터인 경우에는 힙에 할당하고, 그외 나머지는 스택에 할당하면 된다. (인스턴스나 클로저와 같이 자동으로 힙에 할당되는 것은 어쩔 수 없다.)
Heap / Stack 메모리 관계
- 힙과 스택은 같은 메모리 영역을 공유한다.
- 힙은 낮은 메모리 주소 (0x00000000) 부터 할당받고, 스택은 높은 메모리 주소 (0xffffffff) 부터 할당받는다.
Stack Overflow
- 스택에 너무 많은 메모리를 할당해서 자신의 스택 영역을 초과한 경우
- 쉽게 말해, 스택이 범람했다는 뜻
- iOS에서는 스택 오버 플로우가 발생하면 앱이 죽기 때문에 조심해야 한다. (ex. 무한 재귀)
Heap Overflow
- 스택과 마찬가지로 힙도 자신의 영역 외로 확장하려고 하면 힙 오버 플로우가 발생한다.
참고
#iOS #Swift #Developer #Python