起因

下面這段代碼執(zhí)行后，內(nèi)存有增無減，增加了200M，iOS平臺200M不能接受了

// STL 集合類
void test1() {
    list<int> mList;
    for (int i=0; i<1000000; i++) {
        mList.push_back(i);
    }
    mList.clear();
}
// mList 作用域 {} 內(nèi)，stack 上的變量由編譯器出了 } 自動釋放

STL 底層是用 new/delete 分配內(nèi)存的，new/delete 是基于 malloc/free 分配的，malloc/free 又是基于各個操作系統(tǒng)統(tǒng)一封裝，于是我寫了下面的測試代碼

// 申請 100w 個 100byte 的空間，再釋放掉
void test2() {
    char **ptr = (char **)malloc(1000000 * sizeof(char *));
    for (int i=0; i<1000000; i++) {
        *(ptr + i) = (char *)malloc(100 * sizeof(char));
    }
    for (int i=0; i<1000000; i++) {
        free(*(ptr + i));
    }
    free(ptr);
}

內(nèi)存依然去到了300M，無減少。 原因：

• Windows 平臺調(diào)用free，內(nèi)存會馬上降回來。
• Linux 平臺調(diào)用free，內(nèi)存不會釋放回OS，而是釋放回系統(tǒng)的內(nèi)存緩沖池，進程退出時才釋放回OS。（ps：Linux下谷歌有個 tcmalloc 能做到立刻釋放到OS，或者malloc_trim(0)）
• iOS 平臺調(diào)用 free 后，也只是釋放到系統(tǒng)的內(nèi)存緩沖池里，進程退出才釋放回OS。

這就很麻煩了，iOS平臺不能去到太高的內(nèi)存，不然進程會被kiil的，必須要手動釋放。
查了一下，iOS用不了谷歌的tcmalloc，malloc_trim也用不了，只能用 malloc_zone_t 自定義一個緩存區(qū)，用完自己銷毀，就能夠釋放內(nèi)存。如下面這段代碼，就能把內(nèi)存釋放會 OS 了。

// 自定義 malloc_zone_t 內(nèi)申請/釋放內(nèi)存
void test3() {
    malloc_zone_t *my_zone = malloc_create_zone(0, 0);      // 創(chuàng)建一個 zone
    char **ptr = (char **)my_zone->malloc(my_zone, 1000000 * sizeof(char *));
    for (int i=0; i<1000000; i++) {
        *(ptr + i) = (char *)my_zone->malloc(my_zone, 104 * sizeof(char));
    }
    for (int i=0; i<1000000; i++) {
        my_zone->free(my_zone, *(ptr + i));
    }
    my_zone->free(my_zone, ptr);    // 內(nèi)存釋放回 zone，并不是釋放會OS，內(nèi)存還是占用著
    malloc_destroy_zone(my_zone);   // 內(nèi)存釋放回 os 層，內(nèi)存占用減少
}

現(xiàn)在能搞定的是通過創(chuàng)建 zone 內(nèi)的 malloc/free 能控制內(nèi)存釋放回 OS，又有一個問題來了，STL C++的類不能用 malloc/free，內(nèi)存依然不能釋放會OS，這個問題還在找辦法，有人知道麻煩告訴我，thanks。

原理

操作系統(tǒng)管理內(nèi)存的方式進化：段式 -> 頁式 -> 段頁式。
段式有內(nèi)存外部碎片，內(nèi)存利用率低，于是發(fā)明了頁式，頁式有內(nèi)部碎片。同時頁式管理中，進程不一定要全部在內(nèi)存當(dāng)中了，不在的部分是虛擬內(nèi)存，進程的物理空間也不一定連續(xù)，虛擬地址通過頁表能算出物理地址，不在內(nèi)存中產(chǎn)生缺頁中斷。。。等等

頁式管理中，一個頁為4KB，只能按頁為單位拿內(nèi)存。假設(shè)一個對象只有100 byte，為一個對象分配一個頁的內(nèi)存，有3KB多是浪費的，浪費的部分叫做內(nèi)部碎片。一個進程有幾十萬個對象，碎片就非常多了利用率低。
于是發(fā)明內(nèi)存緩沖池，假如申請的內(nèi)存大于一個頁的4KB，那么去OS申請。
假如申請的內(nèi)存都是很小的，幾百字節(jié)以內(nèi)的，那么在緩沖池內(nèi)申請。釋放的時候，只釋放回緩沖池，預(yù)防下次還要申請。也就是從OS拿部分內(nèi)存自己進程持有，由自己負(fù)責(zé)分配。
緩沖池內(nèi)存管理算法：空閑鏈表，隱式的空閑鏈表，位圖。

經(jīng)過上面的代碼測試，
默認(rèn)緩沖池直接malloc/free，速度 70ms，但內(nèi)存單調(diào)增長。
創(chuàng)建和銷毀緩沖池，自己的緩沖池內(nèi)malloc/free，速度 160ms，但內(nèi)存不增長。
所以緩沖池的出現(xiàn)體現(xiàn)了時間換空間，空間換時間的計算思維。
緩沖池的好處：
1.不用觸發(fā)系統(tǒng)調(diào)用，速度快，2.減少內(nèi)存碎片，提高利用率。
如果不適當(dāng)釋放內(nèi)存，容易導(dǎo)致內(nèi)存單調(diào)增長。

iOS 的 OC 對象都是通過 alloc 方法創(chuàng)建的，alloc 方法調(diào)用了 allocWithZone，這個 NSZone 底層就是 malloc_zone_t，就是緩沖池。所以給對象分配內(nèi)存的速度是很快的。