一、内存布局
五大区
接下来我从内存中的低地址往高地址依次介绍五大区:
1.代码段(.text)
存放着程序代码，直接加载到内存中
2.初始化区域(.data)
存放着初始化的全局变量、静态变量
内存地址:一般以0x1开头
3.未初始化区域(.bss)
bss段存放着未初始化的全局变量、静态变量
内存地址:一般以0x1开头
4.堆区(heap)
堆区存放着通过alloc分配的对象、block copy后的对象
堆区速度比较慢
内存地址:一般以0x6开头
5.栈区(stack)
栈区存储着函数、方法以及局部变量
栈区比较小，但是速度比较快
内存地址:一般以0x7开头/
堆区访问对象的顺序是先拿到栈区的指针，再拿到指针指向的对象，才能获取到对象的isa、属性方法等
栈区访问对象的顺序是直接通过寄存器访问到对象的内存空间，因此访问速度快
二、内存管理方案
taggedPointer
0xa、0xb主要是用于判断是否是小对象taggedpointer
0xa转换成二进制为 1 010（64位为1，63~61后三位表示tagType类型-2），表示NSString类型
0xb转换为二进制为1 011（64位为1，63~61后三位表示tagType类型-3），表示NSNumber类型，这里需要注意一点，如果NSNumber的值是-1，其地址中的值是用补码表示的
{
// 60-bit payloads
OBJC_TAG_NSAtom =0,
OBJC_TAG_1 =1,
OBJC_TAG_NSString =2,
OBJC_TAG_NSNumber =3,
OBJC_TAG_NSIndexPath =4,
OBJC_TAG_NSManagedObjectID =5,
OBJC_TAG_NSDate =6,
// 60-bit reserved
OBJC_TAG_RESERVED_7 =7,
// 52-bit payloads
OBJC_TAG_Photos_1 =8,
OBJC_TAG_Photos_2 =9,
OBJC_TAG_Photos_3 =10,
OBJC_TAG_Photos_4 =11,
OBJC_TAG_XPC_1 =12,
OBJC_TAG_XPC_2 =13,
OBJC_TAG_XPC_3 =14,
OBJC_TAG_XPC_4 =15,
OBJC_TAG_NSColor =16,
OBJC_TAG_UIColor =17,
OBJC_TAG_CGColor =18,
OBJC_TAG_NSIndexSet =19,
OBJC_TAG_NSMethodSignature =20,
OBJC_TAG_UTTypeRecord =21,
// When using the split tagged pointer representation
// (OBJC_SPLIT_TAGGED_POINTERS), this is the first tag where
// the tag and payload are unobfuscated. All tags from here to
// OBJC_TAG_Last52BitPayload are unobfuscated. The shared cache
// builder is able to construct these as long as the low bit is
// not set (i.e. even-numbered tags).
OBJC_TAG_FirstUnobfuscatedSplitTag =136,// 128 + 8, first ext tag with high bit set
OBJC_TAG_Constant_CFString =136,
OBJC_TAG_First60BitPayload =0,
OBJC_TAG_Last60BitPayload =6,
OBJC_TAG_First52BitPayload =8,
OBJC_TAG_Last52BitPayload =263,
OBJC_TAG_RESERVED_264 =264
};
NSString的内存管理主要分为3种
__NSCFConstantString：字符串常量，是一种编译时常量，retainCount值很大，对其操作，不会引起引用计数变化，存储在字符串常量区
__NSCFString：是在运行时创建的NSString子类，创建后引用计数会加1，存储在堆上
NSTaggedPointerString：标签指针，是苹果在64位环境下对NSString、NSNumber等对象做的优化.对于NSString对象来说
当字符串是由数字、英文字母组合且长度小于等于9时，会自动成为NSTaggedPointerString类型，存储在常量区
当有中文或者其他特殊符号时，会直接成为__NSCFString类型，存储在堆区
taggedPointer总结
Tagged Pointer小对象类型（用于存储NSNumber、NSDate、小NSString），小对象指针不再是简单的地址，而是地址 + 值，即真正的值，所以，实际上它不再是一个对象了，它只是一个披着对象皮的普通变量而已.所以可以直接进行读取.优点是占用空间小,节省内存
Tagged Pointer小对象,不会进入 retain 和 release，而是直接返回了，意味着不需要ARC进行管理，所以可以直接被系统自主的释放和回收
Tagged Pointer的内存并不存储在堆中，而是在常量区中，也不需要malloc和free，所以可以直接读取，相比存储在堆区的数据读取，效率上快了3倍左右.创建的效率相比堆区快了近100倍左右
taggedPointer的内存管理方案，比常规的内存管理，要快很多
Tagged Pointer的64位地址中，前4位代表类型，后4位主要适用于系统做一些处理，中间56位用于存储值
优化内存建议：对于NSString来说，当字符串较小时，建议直接通过@""初始化，因为存储在常量区，可以直接进行读取.会比WithFormat初始化方式更加快速
nonpointer_isa
SideTable
散列表为什么在内存中有多张？最多能够多少张？
#if TARGET_OS_IPHONE && !TARGET_OS_SIMULATOR
enum{ StripeCount =8};
#else
enum{ StripeCount =64};
#endif
ARC&MRC
MRC(手动内存管理)
在MRC时代，系统是通过对对象的引用计数来判断是否销毁，有以下规则
对象被创建时引用计数都为1
当对象被其他指针引用时，需要手动调用[objc retain]，使对象的引用计数+1
当指针变量不再使用对象时，需要手动调用[objc release]来释放对象，使对象的引用计数-1
当一个对象的引用计数为0时，系统就会销毁这个对象
所以，在MRC模式下，必须遵守：谁创建，谁释放，谁引用，谁管理
ARC(自动内存管理)
ARC模式是在WWDC2011和iOS5引入的自动管理机制，即自动引用计数.是编译器的一种特性.其规则与MRC一致，区别在于
ARC中禁止手动调用retain/release/retainCount/dealloc
编译器会在适当的位置插入release和autorelease
ARC新加了weak、strong关键字
ARC是LLVM和Runtime配合的结果
retain 总结:
retain在底层首先会判断是否是Nonpointer isa，如果不是，则直接操作散列表 进行+1操作
如果是Nonpointer isa，还需要判断是否正在释放，如果正在释放，则执行dealloc流程，释放弱引用表和引用计数表，最后free释放对象内存
如果不是正在释放，则对Nonpointer isa进行常规的引用计数+1.这里需要注意一点的是，extra_rc在真机上只有8位用于存储引用计数的值，当存储满了时，需要借助散列表用于存储.需要将满了的extra_rc对半分，一半（即2^7）存储在散列表中.另一半还是存储在extra_rc中，用于常规的引用计数的+1或者-1操作，然后再返回
release
release与retain相似，会在底层调用objc_release
objc_release先判断是否为isTaggedPointer，是就直接返回不需要处理，不是在调用obj->release()
objc_object::release通过fastpath大概率调用rootRelease()，小概率通过消息发送调用对外提供的SEL_release
rootRelease调用rootRelease(true, false)
rootRelease内部实现也有个do-while循环
先判断是否为nonpointer_isa（小概率事件）不是的话则直接对散列表中的引用计数进行-1操作
如果是Nonpointer isa，则对extra_rc中的引用计数值进行-1操作，并存储此时的extra_rc状态到carry中
如果此时的状态carray为0，则走到underflow流程
判断散列表中是否存储了一半的引用计数
如果是，则从散列表中取出存储的一半引用计数，进行-1操作，然后存储到extra_rc中
如果此时extra_rc没有值，散列表中也是空的，则直接进行析构，即dealloc操作，属于自动触发
AutoReleasePool 自动释放池
从程序启动到加载完成，主线程对应的runloop会处于休眠状态，等待用户交互来唤醒runloop
用户的每一次交互都会启动一次runloop，用于处理用户的所有点击、触摸事件等
runloop在监听到交互事件后，就会创建自动释放池，并将所有延迟释放的对象添加到自动释放池中
在一次完整的runloop结束之前，会向自动释放池中的所有对象发送release消息，然后销毁自动释放池
1.autoreleasepool其本质是一个结构体对象，一个自动释放池对象就是页，是栈结构存储，符合先进后出的原则
2.页的栈底是一个56字节大小的空占位符，一页总大小为4096字节
3.只有第一页有哨兵对象，最多存储504个对象，从第二页开始最多存储505个对象
4.autoreleasepool在加入要释放的对象时，底层调用的是objc_autoreleasePoolPush方法(push操作)
5.autoreleasepool在调用析构函数释放时，内部的实现是调用objc_autoreleasePoolPop方法(pop操作)
3 自动释放池能否嵌套使用？。
1.可以嵌套使用，其目的是可以控制应用程序的内存峰值，使其不要太高
2.可以嵌套的原因是因为自动释放池是以栈为节点，通过双向链表的形式连接的，且是和线程一一对应的
3.自动释放池的多层嵌套其实就是不停的push哨兵对象，在pop时，会先释放里面的，在释放外面的
5 AutoreleasePool的释放时机是什么时候？
1.App启动后，苹果在主线程RunLoop里注册了两个Observer，其回调都是_wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler()
2.第一个Observer监视的事件是Entry(即将进入 Loop)，其回调内会调用_objc_autoreleasePoolPush()创建自动释放池.其order是-2147483647，优先级最高，保证创建释放池发生在其他所有回调之前
3.第二个Observer监视了两个事件:BeforeWaiting(准备进入休眠) 时调用_objc_autoreleasePoolPop()和_objc_autoreleasePoolPush()释放旧的池并创建新池；Exit(即 将退出Loop）时调用_objc_autoreleasePoolPop()来释放自动释放池.这个Observer的order是 2147483647，优先级最低，保证其释放池子发生在其他所有回调之后
6 thread和AutoreleasePool的关系
每个线程都有与之关联的自动释放池堆栈结构，新的pool在创建时会被压栈到栈顶，pool销毁时，会被出栈，对于当前线程来说，释放对象会被压栈到栈顶，线程停止时，会自动释放与之关联的自动释放池.
7 RunLoop和AutoreleasePool的关系
1.主程序的RunLoop在每次事件循环之前，会自动创建一个autoreleasePool
2.并且会在事件循环结束时，执行drain操作，释放其中的对象
六、NSRunLoop
① RunLoop介绍
RunLoop是事件接收和分发机制的一个实现，是线程相关的基础框架的一部分，一个RunLoop就是一个事件处理的循环，用来不停的调度工作以及处理输入事件.
RunLoop本质是一个do-while循环，没事做就休息，来活了就干活.与普通的while循环是有区别的，普通的while循环会导致CPU进入忙等待状态，即一直消耗cpu，而RunLoop则不会，RunLoop是一种闲等待，即RunLoop具备休眠功能.
RunLoop的作用
保持程序的持续运行
处理App中的各种事件（触摸、定时器、performSelector）
节省cpu资源，提供程序的性能，该做事就做事，该休息就休息
⑦.1 当前有个子线程，子线程中有个timer。timer是否能够执行，并进行持续的打印？
不可以，因为子线程的runloop默认不启动， 需要runloop run手动启动.
⑦.2 RunLoop和线程的关系
1.每个线程都有一个与之对应的RunLoop，所以RunLoop与线程是一一对应的，其绑定关系通过一个全局的Dictionary存储，线程为key，runloop为value.2.线程中的RunLoop主要是用来管理线程的，当线程的RunLoop开启后，会在执行完任务后进行休眠状态，当有事件触发唤醒时，又开始工作，即有活时干活，没活就休息3.主线程的RunLoop是默认开启的，在程序启动之后，会一直运行，不会退出4.其他线程的RunLoop默认是不开启的，如果需要，则手动开启
⑦.3 NSRunLoop和CFRunLoopRef区别
1.NSRunLoop是基于CFRunLoopRef面向对象的API，是不安全的
2.CFRunLoopRef是基于C语言，是线程安全的
⑦.4 Runloop的mode作用是什么？
mode主要是用于指定RunLoop中事件优先级的
⑦.5 以+scheduledTimerWithTimeInterval:的方式触发的timer，在滑动页面上的列表时，timer会暂停回调，为什么？如何解决？
1.timer停止的原因是因为滑动scrollView时，主线程的RunLoop会从NSDefaultRunLoopMode切换到UITrackingRunLoopMode，而timer是添加在NSDefaultRunLoopMode。所以timer不会执行
2.将timer放入NSRunLoopCommonModes中执行.