• 內(nèi)存布局
• 內(nèi)存管理方案
• MRC（手動(dòng)引用計(jì)數(shù)）和ARC(自動(dòng)引用計(jì)數(shù))
• 循環(huán)引用

一、內(nèi)存布局

• 棧(stack):方法調(diào)用，局部變量等，是連續(xù)的，高地址往低地址擴(kuò)展
• 堆(heap):通過(guò)alloc等分配的對(duì)象，是離散的，低地址往高地址擴(kuò)展，需要我們手動(dòng)控制
• 未初始化數(shù)據(jù)(bss):未初始化的全局變量等
• 已初始化數(shù)據(jù)(data):已初始化的全局變量等
• 代碼段(text):程序代碼

2、64bit和32bit下 long 和char*所占字節(jié)是不同的

char：1字節(jié)（ASCII 2^8= 256個(gè)字符）
char*（即指針變量）: 4個(gè)字節(jié)（32位的尋址空間是2^32
,即32個(gè)bit，也就是4個(gè)字節(jié)。同理64位編譯器為8個(gè)字節(jié)）
short int : 2個(gè)字節(jié) 范圍 -2^16～> 2^16 即 -32768～>32767
int： 4個(gè)字節(jié) 范圍 -2147483648～>2147483647
unsigned int : 4個(gè)字節(jié)
long: 4個(gè)字節(jié) 范圍 和int一樣 64位下8個(gè)字節(jié)，范圍 -9223372036854775808～9223372036854775807
long long: 8個(gè)字節(jié) 范圍 -9223372036854775808～9223372036854775807
unsigned long long: 8個(gè)字節(jié) 最大值：1844674407370955161
float: 4個(gè)字節(jié)
double: 8個(gè)字節(jié)。

3、static、const和sizeof關(guān)鍵字

static關(guān)鍵字

答：Static的用途主要有兩個(gè)，一是用于修飾存儲(chǔ)類型使之成為靜態(tài)存儲(chǔ)類型，二是用于修飾鏈接屬性使之成為內(nèi)部鏈接屬性。

• 1、靜態(tài)存儲(chǔ)類型：
  在函數(shù)內(nèi)定義的靜態(tài)局部變量，該變量存在內(nèi)存的靜態(tài)區(qū)，所以即使該函數(shù)運(yùn)行結(jié)束，靜態(tài)變量的值不會(huì)被銷毀，函數(shù)下次運(yùn)行時(shí)能仍用到這個(gè)值。
  在函數(shù)外定義的靜態(tài)變量——靜態(tài)全局變量，該變量的作用域只能在定義該變量的文件中，不能被其他文件通過(guò)extern引用。
• 2、內(nèi)部鏈接屬性
  靜態(tài)函數(shù)只能在聲明它的源文件中使用。

const關(guān)鍵字

• 1、聲明常變量，使得指定的變量不能被修改。

const int a = 5;/*a的值一直為5，不能被改變*/
const int b; b = 10;/*b的值被賦值為10后，不能被改變*/
const int *ptr; /*ptr為指向整型常量的指針，ptr的值可以修改，但不能修改其所指向的值*/
int *const ptr;/*ptr為指向整型的常量指針，ptr的值不能修改，但可以修改其所指向的值*/
const int *const ptr;/*ptr為指向整型常量的常量指針，ptr及其指向的值都不能修改*/

• 2、修飾函數(shù)形參，使得形參在函數(shù)內(nèi)不能被修改，表示輸入?yún)?shù)。如下:

int fun(const int a);或int fun(const char *str);

• 3、修飾函數(shù)返回值，使得函數(shù)的返回值不能被修改。

const char *getstr(void);使用：const *str= getstr();
const int getint(void);  使用：const int a =getint();

sizeof關(guān)鍵字

sizeof是在編譯階段處理，且不能被編譯為機(jī)器碼。sizeof的結(jié)果等于對(duì)象或類型所占的內(nèi)存字節(jié)數(shù)。sizeof的返回值類型為size_t。

• 變量：int a; sizeof(a)為4；
• 指針：int *p; sizeof(p)為4；
• 數(shù)組：int b[10]; sizeof(b)為數(shù)組的大小，4*10；int c[0]; sizeof(c)等于0
• 結(jié)構(gòu)體：struct (int a; char ch;)s1; sizeof(s1)為8 與結(jié)構(gòu)體字節(jié)對(duì)齊有關(guān)。
  對(duì)結(jié)構(gòu)體求sizeof時(shí)，有兩個(gè)原則：

 （1）展開(kāi)后的結(jié)構(gòu)體的第一個(gè)成員的偏移量應(yīng)當(dāng)是被展開(kāi)的結(jié)構(gòu)體中最大的成員的整數(shù)倍。
 （2）結(jié)構(gòu)體大小必須是所有成員大小的整數(shù)倍，這里所有成員計(jì)算的是展開(kāi)后的成員，而不是將嵌套的結(jié)構(gòu)體當(dāng)做一個(gè)整體。

• 注意：不能對(duì)結(jié)構(gòu)體中的位域成員使用sizeof

    sizeof(void)等于1
    sizeof(void *)等于4

二、內(nèi)存管理方案

• taggedPointer ：存儲(chǔ)小對(duì)象如NSNumber。深入理解Tagged Pointer
• NONPOINTER_ISA(非指針型的isa):在64位架構(gòu)下，isa指針是占64比特位的，實(shí)際上只有30多位就已經(jīng)夠用了，為了提高利用率，剩余的比特位存儲(chǔ)了內(nèi)存管理的相關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)容。
• 散列表：復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括了引用計(jì)數(shù)表和弱引用表
  通過(guò)SideTables()結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，SideTables()結(jié)構(gòu)下，有很多SideTable的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
  而sideTable當(dāng)中包含了自旋鎖，引用計(jì)數(shù)表，弱引用表。
  SideTables()實(shí)際上是一個(gè)哈希表，通過(guò)對(duì)象的地址來(lái)計(jì)算該對(duì)象的引用計(jì)數(shù)在哪個(gè)sideTable中。

自旋鎖：

• 自旋鎖是“忙等”的鎖。
• 適用于輕量訪問(wèn)。
  引用計(jì)數(shù)表和弱引用表實(shí)際是一個(gè)哈希表，來(lái)提高查找效率。

三、MRC（手動(dòng)引用計(jì)數(shù)）和ARC(自動(dòng)引用計(jì)數(shù))

1、MRC：alloc，retain，release，retainCount,autorelease,dealloc
2、ARC：

• ARC是LLVM和Runtime協(xié)作的結(jié)果
• ARC禁止手動(dòng)調(diào)用retain，release，retainCount,autorelease關(guān)鍵字
• ARC新增weak，strong關(guān)鍵字

3、引用計(jì)數(shù)管理：

• alloc: 經(jīng)過(guò)一系列函數(shù)調(diào)用，最終調(diào)用了calloc函數(shù)，這里并沒(méi)有設(shè)置引用計(jì)數(shù)為1
• retain: 經(jīng)過(guò)兩次哈希查找，找到其對(duì)應(yīng)引用計(jì)數(shù)值，然后將引用計(jì)數(shù)加1(實(shí)際是加偏移量)
• release：和retain相反，經(jīng)過(guò)兩次哈希查找，找到其對(duì)應(yīng)引用計(jì)數(shù)值，然后將引用計(jì)數(shù)減1

• dealloc:

  
  
  圖片.png

4、弱引用管理：

• 添加weak變量:通過(guò)哈希算法位置查找添加。如果查找對(duì)應(yīng)位置中已經(jīng)有了當(dāng)前對(duì)象所對(duì)應(yīng)的弱引用數(shù)組，就把新的弱引用變量添加到數(shù)組當(dāng)中；如果沒(méi)有，就創(chuàng)建一個(gè)弱引用數(shù)組，并將該弱引用變量添加到該數(shù)組中。
• 當(dāng)一個(gè)被weak修飾的對(duì)象被釋放后，weak對(duì)象怎么處理的？
  清除weak變量，同時(shí)設(shè)置指向?yàn)閚il。當(dāng)對(duì)象被dealloc釋放后，在dealloc的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)中，會(huì)調(diào)用弱引用清除的相關(guān)函數(shù)，會(huì)根據(jù)當(dāng)前對(duì)象指針查找弱引用表，找到當(dāng)前對(duì)象所對(duì)應(yīng)的弱引用數(shù)組，將數(shù)組中的所有弱引用指針都置為nil。

5、自動(dòng)釋放池：

在當(dāng)次runloop將要結(jié)束的時(shí)候調(diào)用objc_autoreleasePoolPop，并push進(jìn)來(lái)一個(gè)新的AutoreleasePool
AutoreleasePoolPage是以棧為結(jié)點(diǎn)通過(guò)雙向鏈表的形式組合而成，是和線程一一對(duì)應(yīng)的。
內(nèi)部屬性有parent，child對(duì)應(yīng)前后兩個(gè)結(jié)點(diǎn)，thread對(duì)應(yīng)線程 ，next指針指向棧中下一個(gè)可填充的位置。

• AutoreleasePool實(shí)現(xiàn)原理？
  編譯器會(huì)將 @autoreleasepool {} 改寫為：

void * ctx = objc_autoreleasePoolPush;
    {}
objc_autoreleasePoolPop(ctx);

• nobjc_autoreleasePoolPush：

  把當(dāng)前next位置置為nil，即哨兵對(duì)象,然后next指針指向下一個(gè)可入棧位置，
  AutoreleasePool的多層嵌套，即每次objc_autoreleasePoolPush，實(shí)際上是不斷地向棧中插入哨兵對(duì)象。

• objc_autoreleasePoolPop:
  根據(jù)傳入的哨兵對(duì)象找到對(duì)應(yīng)位置。
  給上次push操作之后添加的對(duì)象依次發(fā)送release消息。
  回退next指針到正確的位置。

四、循環(huán)引用

循環(huán)引用的實(shí)質(zhì)：多個(gè)對(duì)象相互之間有強(qiáng)引用，不能釋放讓系統(tǒng)回收。
如何解決循環(huán)引用？

1、避免產(chǎn)生循環(huán)引用，通常是將 strong 引用改為 weak 引用。
比如在修飾屬性時(shí)用weak
在block內(nèi)調(diào)用對(duì)象方法時(shí)，使用其弱引用，這里可以使用兩個(gè)宏

#define WS(weakSelf)            __weak __typeof(&*self)weakSelf = self; // 弱引用
#define ST(strongSelf)          __strong __typeof(&*self)strongSelf = weakSelf; //使用這個(gè)要先聲明weakSelf

還可以使用__block來(lái)修飾變量
在MRC下，__block不會(huì)增加其引用計(jì)數(shù)，避免了循環(huán)引用
在ARC下，__block修飾對(duì)象會(huì)被強(qiáng)引用，無(wú)法避免循環(huán)引用，需要手動(dòng)解除。

2、在合適時(shí)機(jī)去手動(dòng)斷開(kāi)循環(huán)引用。
通常我們使用第一種。
循環(huán)引用場(chǎng)景：

• 自循環(huán)引用
  對(duì)象強(qiáng)持有的屬性同時(shí)持有該對(duì)象

• 相互循環(huán)引用

  
  

• 多循環(huán)引用

  
  

1、代理(delegate)循環(huán)引用屬于相互循環(huán)引用

delegate 是iOS中開(kāi)發(fā)中比較常遇到的循環(huán)引用，一般在聲明delegate的時(shí)候都要使用弱引用 weak,或者assign,當(dāng)然怎么選擇使用assign還是weak，MRC的話只能用assign，在ARC的情況下最好使用weak，因?yàn)閣eak修飾的變量在釋放后自動(dòng)指向nil，防止野指針存在

2、NSTimer循環(huán)引用屬于相互循環(huán)使用

在控制器內(nèi)，創(chuàng)建NSTimer作為其屬性，由于定時(shí)器創(chuàng)建后也會(huì)強(qiáng)引用該控制器對(duì)象，那么該對(duì)象和定時(shí)器就相互循環(huán)引用了。
如何解決呢？
這里我們可以使用手動(dòng)斷開(kāi)循環(huán)引用：
如果是不重復(fù)定時(shí)器，在回調(diào)方法里將定時(shí)器invalidate并置為nil即可。
如果是重復(fù)定時(shí)器，在合適的位置將其invalidate并置為nil即可

3、block循環(huán)引用

一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：
@property (copy, nonatomic) dispatch_block_t myBlock;
@property (copy, nonatomic) NSString *blockString;

- (void)testBlock {
    self.myBlock = ^() {
        NSLog(@"%@",self.blockString);
    };
}

由于block會(huì)對(duì)block中的對(duì)象進(jìn)行持有操作,就相當(dāng)于持有了其中的對(duì)象，而如果此時(shí)block中的對(duì)象又持有了該block，則會(huì)造成循環(huán)引用。
解決方案就是使用__weak修飾self即可

__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.myBlock = ^() {
        NSLog(@"%@",weakSelf.blockString);
 };

• 并不是所有block都會(huì)造成循環(huán)引用。
  只有被強(qiáng)引用了的block才會(huì)產(chǎn)生循環(huán)引用
  而比如dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{}),[UIView animateWithDuration:1 animations:^{}]這些系統(tǒng)方法等
  或者block并不是其屬性而是臨時(shí)變量,即棧block

[self testWithBlock:^{
    NSLog(@"%@",self);
}];

- (void)testWithBlock:(dispatch_block_t)block {
    block();
}

• 還有一種場(chǎng)景，在block執(zhí)行開(kāi)始時(shí)self對(duì)象還未被釋放，而執(zhí)行過(guò)程中，self被釋放了，由于是用weak修飾的，那么weakSelf也被釋放了，此時(shí)在block里訪問(wèn)weakSelf時(shí)，就可能會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤(向nil對(duì)象發(fā)消息并不會(huì)崩潰，但也沒(méi)任何效果)。
  對(duì)于這種場(chǎng)景，應(yīng)該在block中對(duì) 對(duì)象使用__strong修飾，使得在block期間對(duì) 對(duì)象持有，block執(zhí)行結(jié)束后，解除其持有。

__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.myBlock = ^() {
        __strong __typeof(self) strongSelf = weakSelf;
        [strongSelf test];
 };