iOS内存五大区

iOS内存五大区

在iOS中,内存主要分为:栈区堆区全局区(静态区)常量区以及代码区这五大区。本文将对这五大区进行相关分析。

以4GB内存举例,其内存结构如下

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1. 栈区

1.1 栈区简介

  1. 栈是系统级数据结构,对应唯一的线程(iOS是单进程)
  2. 栈是从高地址向低地址扩展的,遵循FILO先进后出原则
  3. 栈是一块连续的内存区域,一般以0x7开头
  4. 栈遵循先进后出原则
  5. 栈内存是在运行时分配的

1.2 栈的存储

  1. 栈内存的创建和释放是由编译器自动管理的
  2. 栈区主要存储局部变量(函数/方法内部创建的变量),离开作用域就会销毁释放
  3. 栈还可以存储函数/方法的参数,包括隐藏参数(id self,SEL _cmd)和返回值

1.3 栈的优缺点

  1. 优点:

    • 连续区域,存储和查找速度快
    • 编译器自动创建和销毁,安全可靠,不会产生内存碎片
  2. 缺点

    • 因为连续,所以大小有限制
    • 在iOS中主线程一般是1M,其他线程是512kb
    • 我们也可以通过线程的stackSpace去修改其大小,但是成本有些大

2. 堆区

2.1 堆区简介

  1. 堆内存是由低地址向高地址扩展的(与栈相反)
  2. 堆的内存区域是不连续的,方便
  3. 堆的地址空间是以0x6开头的
  4. 堆遵循先进先出FIFO原则
  5. 堆一般是在运行时分配内存

2.2 堆的存储

  • 在iOS中堆一般存储newallocmallocrealloc创建的内容
  • 目前iOS都是ARC内存管理,一般不需要手动释放堆区内存

2.3 堆的优缺点

优点:

  1. 由于内存不连续,不用查找位置进行存储

缺点:

  1. 由于内存不连续,容易产生内存碎片
  2. 需要注意野指针,内存泄漏等问题

3. 全局区(静态区.bss)

全局区(静态区)是编译时分配的内存区域。在iOS中一般以0x1开头,在程序运行时一直存在,直到程序运行结束才会被释放

全局区主要存储全局变量静态变量,对于已经初始化的和未初始化的会进行分开存储

一般static修饰的变量为静态变量会存储在全局区,在编译时创建
static即可以修饰局部变量也可以修饰全局变量

4. 常量区(.data)

常量区是一块比较特殊的存储区,常量区里面存放的是常量,比如整形字符型浮点型常量字符串,常量区的内存是在编译阶段进行分配,程序运行时会一直存储在内存中,也是以0x1开头,只有当程序结束后才会由操作系统释放。

5. 代码区

代码区就是存储可执行代码的区域,在编译器进行分配内存,这块区域是只读的,也就增加了安全性,使我们的程序在运行时不能修改本来的代码。

6. 内核区&保留区

内核区就是系统内核运行的区域,保留区就是保留的一块区域,留个系统处理nil等情况。

7. 打印内存地址

- (void)testMemory {
    int a = 123;
    NSLog(@"内存地址: %p", &a); // 【局部变量】 栈区
    
    NSObject * objc = [NSObject new];
    NSLog(@"内存地址: %p", objc);// 【对象的内容】 存放在堆区
    NSLog(@"指针地址: %p", &objc);//【对象的指针】 存放在栈区

    NSString * name = @"memory";
    NSLog(@"内存地址: %p", name); // 【字符串内容】 存放在常量区
    NSLog(@"指针地址: %p", &name);// 【局部变量name的指针】 存放在栈区
}
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8. OC中全局变量的坑点

首先先看一下代码:

Person 类代码:

#import 

static int staticNumber = 100;

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

@interface Person : NSObject
- (void)run;
+ (void)eat;
@end

NS_ASSUME_NONNULL_END


#import "Person.h"

@implementation Person
- (void)run{
    staticNumber ++;
    NSLog(@"Person run:%@-%p--%d",self,&staticNumber,staticNumber);
}

+ (void)eat{
    staticNumber ++;
    NSLog(@"Person eat:%@-%p--%d",self,&staticNumber,staticNumber);
}

@end

Person 分类代码:

#import "Person.h"

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

@interface Person (Cate)
- (void)cate_method;
@end

NS_ASSUME_NONNULL_END

#import "Person+Cate.h"

@implementation Person (Cate)
- (void)cate_method{
    NSLog(@"Person cate:%@-%p--%d",self,&staticNumber,staticNumber);
}
@end

那么下面这段代码的打印结果是什么呢?

- (void)testStaticNumber {
    NSLog(@"************全局静态变量坑点************");
    // 100 可以修改
    // 只针对文件有效 -
    NSLog(@"vc:%p--%d",&staticNumber,staticNumber); // 100
    staticNumber = 10000;
    NSLog(@"vc:%p--%d",&staticNumber,staticNumber); // 10000
    [[Person new] run]; // 100 + 1 = 101
    NSLog(@"vc:%p--%d",&staticNumber,staticNumber); // 10000
    [Person eat]; // 101 + 1 = 102
    NSLog(@"vc:%p--%d",&staticNumber,staticNumber); // 10000
   
    [[Person alloc] cate_method]; // 100
}

打印结果如下:

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通过该打印结果能说明,在Objective-C中的全局静态变量只针对文件有效!!!

总结

栈区、堆区内存空间是运行时分配的,因此随着程序运行而变化;在iOS中堆区的内存是应用程序共享的,堆区的内存分配是系统负责的。全局区(静态区)、常量区、代码区是在编译时分配,是固定的不可变的。

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