Swift의 메모리 구조(Code, Data, Heap, Stack) | 도대체 어떻게 생겼나 봅시다.

 

 

 

 

 

메모리 구조

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Swift에서 애플리케이션의 메모리 구조는 코드, 데이터, 힙, 스택의 네 가지 주요 영역으로 구성됩니다. 이러한 각 영역은 다양한 유형의 데이터와 메모리 할당 및 할당 해제의 수명주기를 관리하는 고유한 목적을 제공합니다.

 

 

 

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코드 영역(Code Area) → Read-Only

• 애플리케이션의 실행 코드가 저장되는 영역
• 일반적으로 읽기 전용이며, 프로그램 실행 중 변경되지 않습니다.
• 예시: 함수 정의, 클래스 정의 등의 코드가 이 영역에 저장됩니다.

// Code 영역: 함수 정의
func greet() {
    print("Hello, World!")
}

// 함수 호출
greet()

 

 

 

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데이터 영역(Data Area) → Read-Write

• 전역 변수와 정적(static) 변수가 저장되는 영역
• 프로그램 실행 중 데이터 영역의 값이 변경될 수 있습니다.
• 프로그램 시작과 동시에 할당되며, 프로그램 종료 시 메모리가 해제됩니다.
• 예시: 전역 변수 var globalCount = 0, 정적 변수 static let PI = 3.14159가 데이터 영역에 저장됩니다.

// Data 영역: 전역 변수
var globalCounter = 0

class Counter {
    // Data 영역: 정적 변수
    static var totalCount = 0

    init() {
        Counter.totalCount += 1
    }
}

// 전역 변수와 정적 변수 사용
globalCounter += 1

let counter1 = Counter()
let counter2 = Counter()

print(globalCounter) // 출력: 1
print(Counter.totalCount) // 출력: 2

 

 

 

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힙 영역(Heap Area) ⭐️ 

• 동적으로 할당되는 메모리 영역
• 메모리 관리가 복잡하며, 사용 후 반드시 메모리를 해제해 줘야 합니다. → 메모리 누수 위험
• 런타임 시 결정되기 때문에 데이터의 크기가 확실하지 않을 경우 사용합니다.
• 클래스 인스턴스, 배열, 딕셔너리 등의 참조 타입 데이터가 이 영역에 저장됩니다.
• 메모리 할당을 위해 malloc, calloc 등의 함수를 사용할 수 있습니다.

class Person {
    var name: String

    init(name: String) {
        self.name = name
    }
}

// Heap 영역: 동적으로 Person 인스턴스 할당
let personInstance = Person(name: "John Doe")

// personInstance 참조는 Stack 영역에 저장되고, 실제 객체는 Heap 영역에 저장됩니다.
print(personInstance.name) // 출력: John Doe

 

 

 

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스택 영역(Stack Area)

• 함수 호출 시 생성되는 지역 변수와 매개변수, 리턴 값 등이 저장되는 영역
• 함수 호출 / 반환 시 자동으로 메모리가 할당/해제됩니다.
• 컴파일 타임에 의해 결정되기 때문에 무한정 할당할 수 없습니다. → 스택 오버플로 주의
• 스택 영역의 메모리 관리가 상대적으로 간단합니다.

func add(a: Int, b: Int) -> Int {
    // Stack 영역: 지역 변수
    let result = a + b
    return result
}

// 함수 호출
let sum = add(a: 10, b: 20)
print(sum) // 출력: 30

 

 

 

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통합 예시

각각의 메모리 영역을 모두 사용하는 통합 예시입니다.

// Data 영역: 전역 변수
var globalValue = 100

class SomeClass {
    // Data 영역: 정적 변수
    static var staticValue = 200
}

func exampleFunction() {
    // Code 영역: 함수 정의
    print("Executing exampleFunction")

    // Stack 영역: 지역 변수
    let localValue = 10

    // Data 영역: 정적 변수 접근
    SomeClass.staticValue += 1

    // Heap 영역: 동적으로 할당된 객체
    let dynamicObject = SomeClass()
    dynamicObject.someProperty = "Hello"

    // 변수들 접근
    print("Global Value: \(globalValue)") // Data
    print("Local Value: \(localValue)") // Stack
    print("Static Value: \(SomeClass.staticValue)") // Data
    print("Dynamic Object Property: \(dynamicObject.someProperty)") // Heap

    // 함수가 끝나면 localValue와 dynamicObject 참조 해제
}

class SomeClass {
    var someProperty: String?
}

// 함수 호출
exampleFunction()

 

이 통합 예시에서는,

• 함수 exampleFunction 정의는 Code 영역에 저장됩니다.
• globalValue와 SomeClass.staticValue는 Data 영역에 저장됩니다.
• dynamicObject 인스턴스는 Heap 영역에 저장됩니다.
• exampleFunction 내부의 localValue와 dynamicObject 참조는 Stack 영역에 저장됩니다.