iOS内存五大区

内存分区.png
  • 如图:内存五大区由高到底分别为:桟区、堆区、全局区、常量区、代码区,全局区又分为.bss(未初始化)、.data(初始化)
  • 内核区:主要是处理内核模块,比如我们的系统内存为4GB,那么我们实际上能使用3GB,剩下的1GB就是给了内核区,指针地址0xc0000000(310241024*1024)
  • 保留区:用来给系统提供一些必要空间
内存5大区.png
桟 (Stack)
  • 连续的内存区域,大小一般在1M
  • 在iOS中以0x7开头
  • 主要存储 局部变量,函数参数,先进后出、一旦出了作用域就会被销毁;函数跳转地址,现场保护等;对象的指针放在桟区。
  • 由编译器自动分配并释放,虽然不用我们去管理,但是桟的大小也是限制的
堆区 (Heap)
  • 不连续的内存区域,类似链表
  • 在iOS中以0x6开头
  • 我们自己创建的对象,需要自己释放,需要经常增加和删除,所以放在堆区
    创建好后需要经常查找,所以对象的指针放在桟区。
  • 当需要访问堆中内存时,堆中的所有东西都是匿名的,这样不能按名字访问,而-只能通过指针访问,需要先通过对象读取到栈区的指针地址,然后通过指针地址访问堆区,
  • 对于堆来讲,频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续性,从而造成大量的碎片 ,使程序效率降低
全局区/静态区 (static)
  • 在iOS中以0x1开头
  • 包括两个部分:bss段( bss segment )、.data(data segment、数据段);
  • .bss段通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量和静态变量的一块内存区域。
  • .data 段通常是指用来存放程序中已经初始化的全局变量和静态变量的一块内存区域。数据段属于静态内存分配,可以分为只读数据段(常量区)读写数据段。字符串常量等,是放在只读数据段中,结束程序时才会被收回。
  • 也就是说,(全局区/静态区)在内存中是放在一起的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域, 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域;
    eg:int a;未初始化的。int a = 10;已初始化的。
常量区
  • 常量区是编译时分配的内存空间,在程序结束后由系统释放,主要存放已经使用了的,且没有指向的字符串常量
  • 字符串常量因为可能在程序中被多次使用,所以`在程序运行之前就会提前分配内存
代码区(.text

代码区是编译时分配主要用于存放程序运行时的代码,代码会被编译成二进制存进内存的

堆栈溢出

局部变量、函数的参数等都在桟里,而桟的大小肯定不是无限大的,桟由高到地,堆由地到高,当相互碰撞的时候,就会产升堆栈溢出。当使用递归的时候尤其要注意

  • 扩展

一、虚拟内存简介

我们操作系统都是运行在内存之上的,内存一般都不大,所以为了支持多进程,也为了支持大程序,抽象的虚拟存储的概念诞生了。

当我们向系统申请内存时,系统并不会给你返回物理内存的地址,而是给你一个虚拟内存地址。每个进程都拥有相同大小的虚拟地址空间,对于32位的进程,可以拥有4GB的虚拟内存,64位进程则更多,可达18EB。只有我们开始使用申请到的虚拟内存时,系统才会将虚拟地址映射到物理地址上,从而让程序使用真实的物理内存。

1. RAM ROM

RAM:运行内存,不能掉电存储。ROM:存储性内存,可以掉电存储,例如内存卡、Flash。
RAM类型不具备掉电存储能力(即一掉电数据消失),所以app程序一般存放于ROM中。
RAM的访问速度要远高于ROM,价格也要高。

2. App程序启动

App程序启动,系统会把开启的那个App程序从Flash或ROM里面拷贝到内存(RAM),然后从内存里面执行代码。
另一个原因是CPU只能从RAM直接读取指令(需要Flash驱动等等)。

3. 内存分页

系统会对虚拟内存和物理内存进行分页,虚拟内存到物理内存的映射都是以页为最小粒度的。在OSX和早期的iOS系统中,物理和虚拟内存都按照4KB的大小进行分页。iOS近期的系统中,基于A7和A8处理器的系统,物理内存按照4KB分页,虚拟内存按照16KB分页。基于A9处理器的系统,物理和虚拟内存都是以16KB进行分页。系统将内存页分为三种状态。

活跃内存页(active pages)- 这种内存页已经被映射到物理内存中,而且近期被访问过,处于活跃状态。

非活跃内存页(inactive pages)- 这种内存页已经被映射到物理内存中,但是近期没有被访问过。

可用的内存页(free pages)- 没有关联到虚拟内存页的物理内存页集合。

当可用的内存页降低到一定的阀值时,系统就会采取低内存应对措施,在OSX中,系统会将非活跃内存页交换到硬盘上,而在iOS中,则会触发Memory Warning,如果你的App没有处理低内存警告并且还在后台占用太多内存,则有可能被杀掉

二、对象内存占比

1、几种数据类型
类型占比内存.png
2、对象NSObject

2.1 NSObject对象占用的内存空间

  • 任意一个NSObject对象都会分配16byte的内存空间,通过源码可以知道:
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;
}

通过代码可以知道,苹果内存分配最小内存字节数为16 bytes.

2.2 OC对象实际使用内存空间
根据设备的cpu是64位还是32位的,

  • 64位的占用了 8 Bytes
  • 32位的使用了 4 bytes
    在64位情况下,OC实例对象成员变量所占的大小,实际上是 8 字节,下面可以通过源码来验证一下:
#import <Objc/Runtime>
Class_getInstanceSize([NSObject Class])

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

Obj-C指针所指向的内存的大小,实际上是16 字节

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

对象在分配内存空间时,会进行内存对齐,所以在iOS 中,分配内存空间都是16字节的倍数。16字节是苹果设定的内存的最小单位。

tips 内存对齐规则

请牢记以下3条原则:(在没有#pragma pack宏的情况下,务必看完最后一行)

  • 原则 1: 数据成员对齐规则:结构(struct)(或联合(union))的数据成员,第一个数据成员放在offset为0的地方,以后每个数据成员存储的起始位置要从该成员大小或者成员的子成员大小(只要该成员有子成员,比如说是数组,结构体等)的整数倍开始(比如int在32位机为4字节,则要从4的整数倍地址开始存储。

  • 原则 2: 结构体作为成员:如果一个结构里有某些结构体成员,则结构体成员要从其内部最大元素大小的整数倍地址开始存储.(struct a里存有struct b,b里有char,int ,double等元素,那b应该从8的整数倍开始存储.)

  • 原则 3: 收尾工作:结构体的总大小,也就是sizeof的结果,.必须是其内部最大成员的整数倍.不足的要补齐.

内存对齐规则 实践
typedef struct bb
{
 int id;             //[0]....[3]
 double weight;      //[8].....[15]      原则1
 float height;      //[16]..[19],总长要为8的整数倍,补齐[20]...[23]     原则3
}BB;

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

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

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

结果是

48 24

ok,上面的全看明白了,内存对齐基本过关.

再讲讲#pragma pack().

在代码前加一句#pragma pack(1),你会很高兴的发现,上面的代码输出为

32 16

bb是4+8+4=16,aa是2+4+8+2+16=32;

  • 这不是理想中的没有内存对齐的世界吗.没错,#pragma pack(1),告诉编译器,所有的对齐都按照1的整数倍对齐,换句话说就是没有对齐规则.

明白了不?

#pragma pack(2)的结果又是多少呢?对不起,5分钟到了,自己去测试吧.

ps:Vc,Vs等编译器默认是#pragma pack(8),所以测试我们的规则会正常;注意gcc默认是#pragma pack(4),并且gcc只支持1,2,4对齐。套用三原则里计算的对齐值是不能大于#pragma pack指定的n值。

三、内存管理

  • MRR,手动管理----manual retain-release

  • ARC,自动引用计数---automatic reference counting

  • MRC,手动引用计数----Manual Reference Counting

Objective-C提供了三种内存管理方式:manual retain-release(MRR,手动管理),automatic reference counting(ARC,自动引用计数),garbage collection(垃圾回收)。iOS不支持垃圾回收;ARC作为苹果新提供的技术,苹果推荐开发者使用ARC技术来管理内存

MRR和MRC两者都是指手动管理内存。。。两者其实并没有什么区别。MRC虽然大家都说,相对于ARC所以才有了MRC这个词。但个人觉得不如MRR描述更贴切。个人习惯问题吧。

iOS引用计数原理
- 引用计数机制只使用在堆中,那么所有不保存在堆中的数据的引用计数都为-1。
- 在OC中几乎所有不可变对象(常量)都存在常量区,内存管理由系统来做,引用计数为-1。
- 对象引用计数降至0,那么对象所在的内存也许会回收。
- retain 递增引用计数
- release 递减引用计数
- autorelease 清理「自动释放池」时,在递减保留计数
> [参考](http://www.jianshu.com/p/67970ff59ffc)

出处:
链接:https://www.jianshu.com/p/3047ade482c7
链接:https://www.jianshu.com/p/86c092571024
链接:https://blog.csdn.net/ferrarifomaul/article/details/82392867
链接:https://www.jianshu.com/p/252526847be5
链接:https://sg.jianshu.io/p/b88003b20eea
链接:https://blog.csdn.net/hairetz/article/details/4084088
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