ios的内存机制与静态变量，外部全局变量，常量总结

OC中栈区与堆区的内存概念：

栈区：以下面这个非常简单的c语言程序为例：

变量 i 和 j 就是保存在栈区里的

有一句话如是说：在OC中，默认不带*号的都是保存在栈区的。

在这里，变量名其实就是变量保存在栈区的内存地址的别名。

那么，这个程序运行时在栈区是如何出入的呢？

程序在栈区的出入步骤：

程序运行执行main函数，i首先进入栈区，位于最底部。然后j进入栈区，printf调用函数sum(i, j)紧随其后进入栈区。

函数sum(int x, int y)中的参数，从右到左依次进入栈区。先是y再是x。

栈区存储样式：

当程序运行结束后，栈区内的所有元素会从上到下的依次出栈，栈会恢复到原始状态。

栈的先进后出方式，会特别整齐的存取，不会产生内存碎片。

现在加入线程概念：每条主线程为1M内存，每条子线程为512K内存

每个线程都会对应一个栈区！

当程序开展了多条线程的时候，每个线程都会开辟一块栈区，如下图所示：

当线程执行完毕之后，各个线程栈区会依次清除掉。

所以：对于系统来说，给线程分配栈区内存只需要分配512kb的倍数即可，

分配出来的这块内存空间作为多线程整体的栈区，来管理多线程。

如此一来，内存会被管理的井井有条，速度飞快。

堆区：

堆区是由系统通过链表管理维护的，所有应用程序共享的一块内存空间。包括内存+虚拟内存（磁盘缓存）

程序运行时堆区的内部操作，以及引发内存泄漏的原因：

创建一个新的对象时，对象p指针存放在栈区，p将指向在堆区开辟的一块存储空间Person

在程序结束之前，p对象必须release，不然系统不知道释放堆区的Person内存。

如果p对象没有release，只是p＝nil; 就是p指针指向了堆区地址为0的地方，那么原来的Person永远无法再次访问，而且也无法释放掉。

堆是所有程序共享的内存，当N个这样的内存得不到释放，堆区会被挤爆，程序立马瘫痪。这就是内存泄漏。

这里要知道的是：系统在堆区只会记录某一个区域被使用了，并不会管你是什么类型的（匿名访问）。

我写了一段对象与堆区的对话，来说明这个现象：

某程序的对象p：喂！堆！我有个Person，你给我记录一下。

堆：尼玛，今天我碰到了N个Person了，别瞎掰活，直接说要多大空间！

p：100kb

堆：已开辟。

堆就跟小旅馆一样，我管你是男女老幼，直接说要什么价位的房子。

那么，既然是匿名访问，堆不管你的类型了，那怎么区分这块内存是什么类型的呢？

简单：什么类型指向这块内存，这块内存就是什么类型的。

程序示例：

定义一个Person类

在main.m文件中利用Person类创建一个对象，这个对象即便是定义为NSString类型，在编译的时候也不会报错，会有警告

这就说明：堆中开辟的内存自身并不强调类型，而是受到栈区中对象类型的左右。

 

ios内存分配与分区

1.RAM和ROM

• RAM:运行内存,不能掉电储存.

• ROM:储存性内存,可以掉电储存,例如:内存卡,flash

• 由于RAM类型不具备掉电储存能力(即一掉电数据就会丢失),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启动,系统会把开启的那个app程序从flash或者ROM里面拷贝到内存中,然后从内存里面执行代码,另一个原因就是因为CPU不能直接从内存卡里面读取指令(需要Flash驱动等等)

3.内存分区:

• 栈区(stack): 
• 存放局部变量,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

• 程序猿不需要管理栈区变量的内存

• 栈区的地址从高到低分配

• 堆区(heap): 

• 堆区的内存分配使用的是alloc;

• 需要程序猿管理内存

• ARC的内存管理,是编译器在编译的时候自动添加retain,release,autorelease;

• 堆区的地址是从低到高分配

• 全局区/静态区(staic) 

• 包括2个部分:未初始化和初始化;也是说,在内存中是放在一起的,比如:int a;未初始化, int a = 10 初始化的 2者都在 全局区/静态区

• 常量区:常量字符串及时放在这里的 

• 代码区:存放app代码

• 如图所示:代码区存放于低地址,栈区存放于高地址,区与区之间并不是连续的 

• 

3.注意事项

• 在ios中,堆区的内存是应用程序共享的,堆中的内存分配是系统负责的

• 系统使用一个链表来维护所有已经分配的内存空间(系统仅仅是记录,并不是管理具体的内容)

• 变量使用结束后,需要释放内存,OC中是根据引用计数==0 来说明美欧任何变量使用该内存空间,

• 那么系统救济自动将其回收

    当一个app启动后,代码区,常量区,全局区大小都是已经固定的,因此指向这些区的指针不会产生崩 
溃性的错误,而堆区和栈区是时时刻刻变化的(堆得创建和销毁,栈的弹入和弹出),所以当使用一个 
指针指向这个2区里面内存的时候,一定要注意内存是否已经被释放,否则会产生程序崩溃(即野指针报错)

静态变量

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静态变量也可以被称为内部全局变量，意思就是静态变量是在所定义的位置是全局的，但是不可以被其他文件访问。 静态变量定义语法

  static type  staticVar;

在定义变量的时候加关键字static就可以定义静态变量。

静态变量的使用
不像java中静态变量的使用是 类名.静态变量，oc中直接使用定义的静态变量即可，不需要加类名，因为静态变量根本不可能被其他类使用。

静态变量的特性：

• 静态变量的作用域是与它定义的位置有关系
  • 定义在文件中它的作用域就是整个文件，并且是私有的，其他的类或其他的文件是不可以访问该静态变量的
  • 定义在方法内，它的作用域就是这方法，其他的方法是不可以访问该静态变量
• 静态变量只初始化一次（和java中是一样的）
• 类方法和实例方法甚至函数都可以使用静态变量

静态变量定义在源文件中（.m）
静态变量可以定义在方法或函数体外，也可以定义在方法(类方法和实例方法)或函数体内。

静态变量定义在方法或函数体外
该方式适用于当静态变量会被本文件内的多个函数使用的情况，最好能把静态变量定义统一放在源文件的起始处(@implementation的外面),这样有利于代码维护和可读性，比如：

Vars.m 文件
//定义2个静态变量
static int count;
static int a;
@implementation ClassName

@end

该方式下，定义的静态变量的作用域就是本文件，并且是私有的，只初始化一次。

静态变量定义在方法(类方法和实例方法)或函数体内
该方式适用于一个方法或函数不管调用多少次，它们都共享一个变量的情况。看个例子：

 //实例方法中定义静态变量
 -(void) counter{
        //不管counter方法被调用几次，count的值一直在＋1
        static int count = 0;
        count++;
 }

  //类方法中定义静态变量
  +(void) print{
        static int a = 0;
        a++;
  }

该方式下的定义的静态变量作用域就是它所在的方法或函数内，并且初始化一次

让静态变量变为外部全局的
因为静态变量具有私有的特性，它只在定义它的源文件内可以被访问，若想在其他文件中也可以访问静态变量可以用下面的方法:

• 定义获取静态变量的类方法
• 其他类可以使用该类方法来获取静态变量

如下面例子:

    @interface ClassName:NSObject
    +(int) getCount;//声明获取静态变量count的类方法
    @end

    static int count = 0;//定义静态变量count，并初始化为0
    @implementation ClassName
    +(int) getCount{
          return count;
    }
    @end

    //使用
    [ClassName getCount];

小结

• 静态变量是类似于java中类变量的一种变量
• 在定义变量前面加static可以定义静态变量
• 静态变量的作用域是它定义所处的位置
• 在源文件中定义静态变量
• 怎么让静态变量变为外部全局的

外部全局变量

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外部全局变量即该变量不仅可以在所定义的文件内被访问，也可以在其他文件中被访问。凡是定义在函数或方法之外的变量（除静态变量之外）都是外部全局变量。

若一个变量是外部全局变量，则该变量最好定义在源文件(.m)的起始位置,这样可以为了更好的维护。

看个例子:

  Test.m 文件

  //定义一个外部全局变量
  NSString * name;
  @implementation Test:NSObject
  -(NSString *) getName{
        //直接使用
        return name;
  }
  @end

该例子定义了一个类型是NSString名字为name的全局外部变量，那其他文件怎么使用该变量呢？这时候就得用到关键字extern,使用语法:

  extern type varName;

上面语法的意思是：即将使用一个已经定义好的外部全局变量，假如在TestVar.m文件中使用Test.m中定义的name，写法是这样的：

  TestVar.m

  //整个文件都可以使用该变量，若只是该文件中的一个方法使用，
  //没必要这样声明，直接在方法里面声明
  extern NSString *name
  @implementation TestVar
  @end

也可以在头文件中，把全局变量用extern进行声明，这样就省去在别的文件中使用时，再次进行声明了，例子：

   Test.h  Test头文件

   extern NSString *name
   @interface Test:NSObject
   @end

其他文件直接import Test.h文件即可使用name外部全局变量。

常量

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oc中的常量和java中的常量类似，在定义的时候初始化好以后，该常量的值就不可以改变，定义常量的语法:

      const type constVarName;//定义一个常量

常量像定义普通变量一样只不过加了关键字const，常量要定义在源文件中(.m文件)。只要常量是定义在函数或方法之外，那常量也是外部全局变量，是可以被其他文件使用的，其他文件使用外部全局常量与普通的外部全局变量使用方式一样，先用extern关键字进行声明。

变量可否定义在头文件(.h)中

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上面总结的不管是常量还是外部全局变量定义在源文件中的，那为什么不把它们定义在头文件中呢？这是我在学习oc时比较纠结的问题，当我把一个常量定义在头文件中时，这时候报的"重复定义的变量"的错误给了我答案:
因为外部全局变量肯定必须是整个工程唯一的，import的作用是把头文件中的内容进行拷贝，若有多个文件import了一个定义了外部全局变量的头文件，那在整个工程中就会出现多个同名同类型的外部全局变量，原来如此啊，豁然开朗。

但是把静态变量定义在头文件中，多个文件import这个头文件不会报“重复定义变量”的问题，这是因为静态变量是内部全局，只在一个文件内有效。但是也不能因为没有错误就把认为可以把静态变量定义在头文件中，这种做法是不推荐的，既然定义了一个静态变量那肯定是要在方法内使用它的，只有在源文件中才会有方法的实现，所以静态变量也要定义在源文件中