iOS內(nèi)存五大區(qū)

內(nèi)存分區(qū).png
  • 如圖：內(nèi)存五大區(qū)由高到底分別為：桟區(qū)、堆區(qū)、全局區(qū)、常量區(qū)、代碼區(qū)，全局區(qū)又分為.bss(未初始化)、.data（初始化）
  • 內(nèi)核區(qū)：主要是處理內(nèi)核模塊，比如我們的系統(tǒng)內(nèi)存為4GB，那么我們實際上能使用3GB，剩下的1GB就是給了內(nèi)核區(qū)，指針地址0xc0000000（310241024*1024）
  • 保留區(qū)：用來給系統(tǒng)提供一些必要空間
內(nèi)存5大區(qū).png
桟 （Stack）
  • 連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域，大小一般在1M
  • 在iOS中以0x7開頭
  • 主要存儲 局部變量，函數(shù)參數(shù)，先進后出、一旦出了作用域就會被銷毀；函數(shù)跳轉(zhuǎn)地址，現(xiàn)場保護等；對象的指針放在桟區(qū)。
  • 由編譯器自動分配并釋放,雖然不用我們?nèi)ス芾?，但是桟的大小也是限制的
堆區(qū) （Heap）
  • 不連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域，類似鏈表
  • 在iOS中以0x6開頭
  • 我們自己創(chuàng)建的對象，需要自己釋放，需要經(jīng)常增加和刪除，所以放在堆區(qū)
    創(chuàng)建好后需要經(jīng)常查找，所以對象的指針放在桟區(qū)。
  • 當需要訪問堆中內(nèi)存時，堆中的所有東西都是匿名的，這樣不能按名字訪問，而-只能通過指針訪問，需要先通過對象讀取到棧區(qū)的指針地址，然后通過指針地址訪問堆區(qū)，
  • 對于堆來講,頻繁的new/delete勢必會造成內(nèi)存空間的不連續(xù)性，從而造成大量的碎片 ,使程序效率降低
全局區(qū)／靜態(tài)區(qū) (static)
  • 在iOS中以0x1開頭
  • 包括兩個部分：bss段( bss segment )、.data(data segment、數(shù)據(jù)段)；
  • .bss段通常是指用來存放程序中未初始化的全局變量和靜態(tài)變量的一塊內(nèi)存區(qū)域。
  • .data 段通常是指用來存放程序中已經(jīng)初始化的全局變量和靜態(tài)變量的一塊內(nèi)存區(qū)域。數(shù)據(jù)段屬于靜態(tài)內(nèi)存分配,可以分為只讀數(shù)據(jù)段(常量區(qū))和讀寫數(shù)據(jù)段。字符串常量等,是放在只讀數(shù)據(jù)段中，結(jié)束程序時才會被收回。
  • 也就是說，（全局區(qū)／靜態(tài)區(qū)）在內(nèi)存中是放在一起的，初始化的全局變量和靜態(tài)變量在一塊區(qū)域， 未初始化的全局變量和未初始化的靜態(tài)變量在相鄰的另一塊區(qū)域；
    eg：int a;未初始化的。int a = 10;已初始化的。
常量區(qū)
  • 常量區(qū)是編譯時分配的內(nèi)存空間，在程序結(jié)束后由系統(tǒng)釋放，主要存放已經(jīng)使用了的，且沒有指向的字符串常量
  • 字符串常量因為可能在程序中被多次使用，所以`在程序運行之前就會提前分配內(nèi)存
代碼區(qū)（.text）

代碼區(qū)是編譯時分配主要用于存放程序運行時的代碼,代碼會被編譯成二進制存進內(nèi)存的

堆棧溢出

局部變量、函數(shù)的參數(shù)等都在桟里，而桟的大小肯定不是無限大的，桟由高到地，堆由地到高，當相互碰撞的時候，就會產(chǎn)升堆棧溢出。當使用遞歸的時候尤其要注意

  • 擴展

一、虛擬內(nèi)存簡介

我們操作系統(tǒng)都是運行在內(nèi)存之上的，內(nèi)存一般都不大，所以為了支持多進程，也為了支持大程序，抽象的虛擬存儲的概念誕生了。

當我們向系統(tǒng)申請內(nèi)存時，系統(tǒng)并不會給你返回物理內(nèi)存的地址，而是給你一個虛擬內(nèi)存地址。每個進程都擁有相同大小的虛擬地址空間，對于32位的進程，可以擁有4GB的虛擬內(nèi)存，64位進程則更多，可達18EB。只有我們開始使用申請到的虛擬內(nèi)存時，系統(tǒng)才會將虛擬地址映射到物理地址上，從而讓程序使用真實的物理內(nèi)存。

1. RAM ROM

RAM：運行內(nèi)存，不能掉電存儲。ROM：存儲性內(nèi)存，可以掉電存儲，例如內(nèi)存卡、Flash。
RAM類型不具備掉電存儲能力（即一掉電數(shù)據(jù)消失），所以app程序一般存放于ROM中。
RAM的訪問速度要遠高于ROM，價格也要高。

2. App程序啟動

App程序啟動，系統(tǒng)會把開啟的那個App程序從Flash或ROM里面拷貝到內(nèi)存（RAM），然后從內(nèi)存里面執(zhí)行代碼。
另一個原因是CPU只能從RAM直接讀取指令（需要Flash驅(qū)動等等）。

3. 內(nèi)存分頁

系統(tǒng)會對虛擬內(nèi)存和物理內(nèi)存進行分頁，虛擬內(nèi)存到物理內(nèi)存的映射都是以頁為最小粒度的。在OSX和早期的iOS系統(tǒng)中，物理和虛擬內(nèi)存都按照4KB的大小進行分頁。iOS近期的系統(tǒng)中，基于A7和A8處理器的系統(tǒng)，物理內(nèi)存按照4KB分頁，虛擬內(nèi)存按照16KB分頁?；贏9處理器的系統(tǒng)，物理和虛擬內(nèi)存都是以16KB進行分頁。系統(tǒng)將內(nèi)存頁分為三種狀態(tài)。

活躍內(nèi)存頁（active pages）- 這種內(nèi)存頁已經(jīng)被映射到物理內(nèi)存中，而且近期被訪問過，處于活躍狀態(tài)。

非活躍內(nèi)存頁（inactive pages）- 這種內(nèi)存頁已經(jīng)被映射到物理內(nèi)存中，但是近期沒有被訪問過。

可用的內(nèi)存頁（free pages）- 沒有關(guān)聯(lián)到虛擬內(nèi)存頁的物理內(nèi)存頁集合。

當可用的內(nèi)存頁降低到一定的閥值時，系統(tǒng)就會采取低內(nèi)存應(yīng)對措施，在OSX中，系統(tǒng)會將非活躍內(nèi)存頁交換到硬盤上，而在iOS中，則會觸發(fā)Memory Warning，如果你的App沒有處理低內(nèi)存警告并且還在后臺占用太多內(nèi)存，則有可能被殺掉。

二、對象內(nèi)存占比

1、幾種數(shù)據(jù)類型
類型占比內(nèi)存.png
2、對象NSObject

2.1 NSObject對象占用的內(nèi)存空間

  • 任意一個NSObject對象都會分配16byte的內(nèi)存空間，通過源碼可以知道：
size_t instanceSize(size_t extraBytes) {
    size_t size = alignedInstanceSize() + extraBytes;
    // CF requires all objects be at least 16 bytes.
    if (size < 16) size = 16;
    return size;
}

通過代碼可以知道，蘋果內(nèi)存分配最小內(nèi)存字節(jié)數(shù)為16 bytes.

2.2 OC對象實際使用內(nèi)存空間
根據(jù)設(shè)備的cpu是64位還是32位的，

  • 64位的占用了 8 Bytes
  • 32位的使用了 4 bytes
    在64位情況下，OC實例對象成員變量所占的大小，實際上是 8 字節(jié)，下面可以通過源碼來驗證一下：
#import <Objc/Runtime>
Class_getInstanceSize([NSObject Class])

size_t class_getInstanceSize(Class cls) {
    if (!cls) return 0;
    return cls->alignedInstanceSize();
}

Obj-C指針所指向的內(nèi)存的大小，實際上是16 字節(jié)

#import <malloc/malloc.h>
malloc_size((__bridge const void *)obj);

對象在分配內(nèi)存空間時，會進行內(nèi)存對齊，所以在iOS 中，分配內(nèi)存空間都是16字節(jié)的倍數(shù)。16字節(jié)是蘋果設(shè)定的內(nèi)存的最小單位。

tips 內(nèi)存對齊規(guī)則

請牢記以下3條原則:(在沒有#pragma pack宏的情況下，務(wù)必看完最后一行)

  • 原則 1: 數(shù)據(jù)成員對齊規(guī)則：結(jié)構(gòu)(struct)(或聯(lián)合(union))的數(shù)據(jù)成員，第一個數(shù)據(jù)成員放在offset為0的地方，以后每個數(shù)據(jù)成員存儲的起始位置要從該成員大小或者成員的子成員大?。ㄖ灰摮蓡T有子成員，比如說是數(shù)組，結(jié)構(gòu)體等）的整數(shù)倍開始(比如int在３２位機為４字節(jié),則要從４的整數(shù)倍地址開始存儲。

  • 原則 2: 結(jié)構(gòu)體作為成員:如果一個結(jié)構(gòu)里有某些結(jié)構(gòu)體成員,則結(jié)構(gòu)體成員要從其內(nèi)部最大元素大小的整數(shù)倍地址開始存儲.(struct a里存有struct b,b里有char,int ,double等元素,那b應(yīng)該從8的整數(shù)倍開始存儲.)

  • 原則 3: 收尾工作:結(jié)構(gòu)體的總大小,也就是sizeof的結(jié)果,.必須是其內(nèi)部最大成員的整數(shù)倍.不足的要補齊.

內(nèi)存對齊規(guī)則 實踐
typedef struct bb
{
 int id;             //[0]....[3]
 double weight;      //[8].....[15]　　　　　　原則１
 float height;      //[16]..[19],總長要為８的整數(shù)倍,補齊[20]...[23]　　　　　原則３
}BB;

typedef struct aa
{
 char name[2];     //[0],[1]
 int  id;         //[4]...[7]　　　　　　　　　　原則１

 double score;     //[8]....[15]　　　　
 short grade;    //[16],[17]　　　　　　　　
 BB b;             //[24]......[47]　　　　　　　　　　原則２
}AA;

int main()
{
  AA a;
  cout<<sizeof(a)<<" "<<sizeof(BB)<<endl;
  return 0;
}

結(jié)果是

48 24

ok,上面的全看明白了,內(nèi)存對齊基本過關(guān).

再講講#pragma pack().

在代碼前加一句#pragma pack(1),你會很高興的發(fā)現(xiàn),上面的代碼輸出為

32 16

bb是4+8+4=16,aa是2+4+8+2+16=32;

  • 這不是理想中的沒有內(nèi)存對齊的世界嗎.沒錯,#pragma pack(1),告訴編譯器,所有的對齊都按照1的整數(shù)倍對齊,換句話說就是沒有對齊規(guī)則.

明白了不?

那#pragma pack(2)的結(jié)果又是多少呢?對不起,５分鐘到了,自己去測試吧.

ps:Vc,Vs等編譯器默認是#pragma pack(8)，所以測試我們的規(guī)則會正常；注意gcc默認是#pragma pack(4)，并且gcc只支持1,2,4對齊。套用三原則里計算的對齊值是不能大于#pragma pack指定的n值。

三、內(nèi)存管理

  • MRR,手動管理----manual retain-release

  • ARC,自動引用計數(shù)---automatic reference counting

  • MRC,手動引用計數(shù)----Manual Reference Counting

Objective-C提供了三種內(nèi)存管理方式：manual retain-release（MRR，手動管理），automatic reference counting（ARC，自動引用計數(shù)），garbage collection（垃圾回收）。iOS不支持垃圾回收；ARC作為蘋果新提供的技術(shù)，蘋果推薦開發(fā)者使用ARC技術(shù)來管理內(nèi)存

MRR和MRC兩者都是指手動管理內(nèi)存。。。兩者其實并沒有什么區(qū)別。MRC雖然大家都說，相對于ARC所以才有了MRC這個詞。但個人覺得不如MRR描述更貼切。個人習(xí)慣問題吧。

iOS引用計數(shù)原理
- 引用計數(shù)機制只使用在堆中，那么所有不保存在堆中的數(shù)據(jù)的引用計數(shù)都為-1。
- 在OC中幾乎所有不可變對象(常量)都存在常量區(qū)，內(nèi)存管理由系統(tǒng)來做,引用計數(shù)為-1。
- 對象引用計數(shù)降至0，那么對象所在的內(nèi)存也許會回收。
- retain 遞增引用計數(shù)
- release 遞減引用計數(shù)
- autorelease 清理「自動釋放池」時，在遞減保留計數(shù)
> [參考](http://www.itdecent.cn/p/67970ff59ffc)

出處：
鏈接：http://www.itdecent.cn/p/3047ade482c7
鏈接：http://www.itdecent.cn/p/86c092571024
鏈接：https://blog.csdn.net/ferrarifomaul/article/details/82392867
鏈接：http://www.itdecent.cn/p/252526847be5
鏈接：https://sg.jianshu.io/p/b88003b20eea
鏈接：https://blog.csdn.net/hairetz/article/details/4084088
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