IOS面试题(内存管理相关) --- 内存管理基础

问题1: ios内存布局是什么样的

ios布局

看上图, 这是一个内存区域的展示图,

• 内存区域

  • 上方是内核区内存空间
  • 下方是保留内存空间
  • 中间是程序加载的内存空间

• 地址: 由下到上低地址到高地址

• 程序

  • 代码部分放在代码段 text
  • 已初始化的数据 data, 例如: 静态变量, 全局变量放在已初始化数据区
  • 未初始化的数据 bss, 例如: 静态变量, 全局变量放在未初始化数据区

• 栈 stack: 存放定义的方法, 函数, 栈是高地址向低地址扩展 (向下增长)

• 堆 heap: alloc分配的对象, block经过copy等, 堆是低地址向高地址扩展 (向上增长)

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问题2: ios系统内存管理方案是什么样的

• TarggedPointer: 针对于小对象, NSNumber等
• NONPOINTER_ISA: arm64, x86_64 下通过联合体位域(isa_t)形式内存管理
• 散列表: 引用计数表, 弱引用计数表

NONPOINTER_ISA:

arm64

x86_64

建议先看下: IOS底层(八): alloc相关: isa与类关联源码分析

isa_t

我们重点看下真机环境x86_64的下1

• nonpointer: 是否对isa指针开启指针优化占1位

  • 0: 纯isa指针
  • 1: 不只是类对象地址, isa中包含类信息, 对象引用计数等
  • 大部分自定义的类都为, nonpointer isa

• has_assoc: 是否有关联对象占1位

  • 0: 没有关联对象
  • 1: 存在关联对象

• has_cxx_dtor: 当前对象是否有C++/OC的析构器(类似于dealloc)占1位

  • 0: 无, 可以更快释放对象
  • 1: 有, 需要做析构逻辑(析构函数就是dealloc)

• shiftcls: 存储类指针的值。开启指针优化的情况下, 用来存储类指针(即类信息)

  • arm64: 占33位
  • arm64-not-e: 和sig 合一起占52位
  • x86_64: 占44位

• magic: 用于调试器判断当前对象是真的对象还是没有初始化的空间占6位

• weakly_referenced: 指对象是否被指向或者曾经指向一个ARC弱变量, 没有弱引用可以更快释放(如果有弱引用对象, 需要引用计数移除)

• deallocating: 标志对象是否正在释放内存

• has_sidetable_rc: 是否有外挂的散列表, 当对象引用计数大于10时, 则需要借用该变量存储进位

• extra_rc: 额外的引用计数, 表示该对象的引用计数值, 实际上是引用计数值减1

  • 例如: 如果对象的引用计数为10，那么extra_rc为9，真机上的 extra_rc 是使用 19位来存储引用计数的
  • 对象的引用计数存在isa里面

散列表:

散列表

Side Tables(): 实际上是一个Hash表, 通过对象指针, 找到对应的引用计数表 Side Table

Side Table

一个引用计数表又是由 自旋锁, 引用计数表, 弱引用表三个构成

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问题2追问: 为什么是多个Side Table组成一个Side Tables()

假如: 只有一张弱引用计数表, 所有的引用计数都在这一张表上进行修改(+1, -1等)

问题其实就发生在不同线程对同一张表进行操作, 肯定需要加锁解锁保证线程安全, 那么就会发生效率问题

例如, 线程A正在进行处理先加锁, 线程B就要等待线程A操作完解锁之后再进行修改, 那么如果又有线程C, 线程D呢, 都要等待. 一个项目很多的线程效率就会大大降低

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