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内存管理

理解内存和Objective-C内存管理规则

内存管理,曾经是程序猿/媛们的噩梦,特别是在面向过程中。虽然,在纯面向对象开发语言中如C 和java等开发语言有了自动内存垃圾回收机制,但依赖这种自动垃圾回收机制,代价也往往是非常昂贵的容易造成提高程序性能上产生一个难以突破的“瓶颈”。因此在写高性能的应用程序,特别是服务器程序事时,还不能依赖C、Pascal和C++等非纯面向对象语言来完成。
现在,使用众多Android 手机或者平板,遇到的APP莫名其妙的崩溃现象,在很大程度上,跟Android 底层的内存回收处理有关系。

1、内存是程序赖以生存之本

除非是数学天才,否则一般人通常会使用纸张解决复杂的数学问题。在这种情况先纸张其实就是临时存储装置,也就内存。同理,计算机也需要使用内存充当待处理数据的临时存储装置。
从功能上理解,可将内存控制器与CPU之间的桥梁,内存也就相当于“仓库”。显然,内存的容量决定了“仓库”的大小,而内存的速度决定桥梁的宽窄,两者缺一不可这也就是常说的“内存容量”与“内存速度”。
内存速度实际上应该用“内存带宽”来表述才更为确切。内存带宽为何会如此重要呢?在回答这一问题之前,先来简单看一看系统工作的过程。CPU接到指令后,它会最先CPU中的一级换存(L1 Cache)去寻找相关的数据,虽然一级存是与CPU同频运行的,但由于容量较小,所以不可能每次都命中。这时CPU会继续向下一级的二级缓存(L2 Cache)寻找同样的道理,当所有的数据在二级缓存中也没有找到的话,会继续转向(L3 Cache)(如果有三级缓存的话 如 Xeon 、Phenom 第)、内存和硬盘,由于目前系统处理的数据量都是相当的巨大的,因此几乎每一部操作都经过内存,这也是整个系统中工作最为频繁的部件。如此一来,内存的性能就在一定程度上决定了这个系统的表现,这点在多媒体设计软件和3D游戏中表现得跟为明显。
内存带宽的计算方式并不复杂,大家可以遵循如下的计算公式:
带宽 = 总线宽度 × 总线频率 ×一个时钟周期内交换的数据包个数
很明显,在这些乘数因子仲裁,每个都会对最终的内存带宽产生的极大的影响。然而,如今频率上已经没有太大文章可做,毕竟这受到制作工艺的限制 不可能在短时间成倍提高。而总线宽度和数据包个数局就打不相同了,简单的改变就会令内存带宽突飞猛进。
容量和速度那个更重要?显而易见,从内存工作原理上面来看,对于提高系统性能来说,,内存带宽更加关键。根据:“ 带宽 = 总线宽度 × 总线频率 ×一个时钟周期内交换的数据包个数” 从这个公式来看,内存带宽和总线带宽、总线频率和时钟周期有关。也正是这个原因,在使AMD平台的消费者会感到“速度快”。因此,AMD的内存控制器集成在CPU内部,在内存频率相同的情况下,内存带宽上面比较有优势。但是,这个优势仅先于需要大量内存读取的时候,比如说压缩、数据载入等操作。
那么“内存容量”同整个系统到底有何关系呢?其实,当CPU需要内存中的数据时它会发出一个由内存控制器所要执行的要求,内存控制器接着要将要求放松到内存 ,并接受数据时向CPU报告整个周期(从CPU到内存控制器,内存在回到CPU)所需要的时间。毫无疑问缩短了整个周期是提高内存速度的关键,而这一周期就是由内存的频率、存取时间、位宽来决定。更快速的内存技术对整体性能表现有重大的贡献,但是提高内存速度只是解决方案的一部份,数据子啊CPU及内存间传送所花时间通常比处理器执行功能所花的时间更长,为此缓冲器就被广泛的应用了。其实,所谓的缓冲器就是CPU中的一级缓存与二级换存,他们是内存这座“大桥梁”与CPU之间的”小桥梁“。
由此可见,如何合理使用内存来提高应用程序的性能是至关重要的,特比基于运行于移动设备的应用程序。在移动设备上,本身的内存就很有限,如何能合理利用内存是写好一个高性能应用程序的关键所在。一个应用程序过量的占用内存,势必会影响其他的内存存的生存

-------------------- 本周就更新到这儿,尽情期待下一章 ------------

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