iOS - 内存管理 01

一、概述

内部管理简单来说就是计算机内部存储的管理，我们从冯·诺依曼结构说起，冯·诺依曼结构指出了计算机由运算器、控制器、存储器、输入和输出设备几大部件组成。拿 iPhone 8 举例来说，运算器和控制器合在一起就是 CPU（中央处理器），运行内存为 3GB LPDDR4 RAM。而 64G 256G 为存储ROM。

冯·诺依曼结构还指出内存是用是cun对于我们开发者来说，指令基本就是代码逻辑，数据基本就是变量
、常量之类了

二、通用内存基本原理

最简单来说分为两大部分：指令+数据。再细分一点，五部分：代码（指令），初始化数据区，未初始化数据区，堆，栈。

代码（指令，text）就不用说了，最静态的，就是只读的东西；
初始化数据，简单理解就是有初始值的变量、常量；
未初始化数据，只声明未给值的变量，运行前统统为0，之所以单独分出来，估计是性能考虑，因为这些东西都是0，没必要放在程序包里，也不用copy；
栈，程序运行记录，每个线程，也就是每个执行序列各有一个（看crash log最容易理解），都是编译的时候能确定好的，还有一个特点就是这里面的数据可以不用指针，也不会丢；
堆，最灵活的内存区，用途多多，动态分配和释放，编译时不能提前确定，我们的 bjective-C 象都是这么来的，都存在这里，通常堆中的对象都是以指针来访问的，指针从线程栈中来，但不独属于某个线程，堆也是对复杂的运行时处理的基础支持，还有就是ARC还是MRC、“谁分配谁释放”说的都是堆上对象的管理；

三、iOS 的内存管理

其实，iOS的内存管理和其它操作系统大同小异。这里按照苹果文档所述，重点对堆内存分配整理下。

iOS的内存管理分为几个层面，从系统到libmalloc，ARC环境下，编译器也会帮助开发者做“力所能及”的优化处理。

首先，iOS和其它系统一样，操作系统内核会做虚拟存储到物理内存的映射管理，并做内存分页，每页4K。多个页构成一个内存区块统一管理，负责管理的对象是VM object，其中包含了pager、size、resident pages等诸多属性。所有的内存分配最终都将交由系统来处理（比如vm_allocate/mach_vm_allocate）。

而开发中，在系统内核的基础上，iOS使用libmalloc。不管是Objective-C的[NSObject alloc]，还是C代码的对内存分配，重任都会落到malloc库上，释放也是如此，最终都将使用malloc库中的free()。malloc库中有很多malloc的同族函数可以动态分配内存。malloc库中定义了zone的概念，并实现了不同的zone（如nano zone和scalable zone），并根据内存需求的大小使用不通算法对nano、tiny、small、large量级的内存进行分配和释放管理。默认情况，在第一次调用malloc时，系统会生成一个default zone，后续的默认分配在此进行。比如，malloc_zone_xxx()函数最终都对特定的zone进行分配操作，执行zone->xxx()。每个zone都以链表的形式对已分配过的内存做cache处理，避免频繁对内核系统发起申请。malloc的内部实现都是开源的，感兴趣的可以去了解去看。

当内存吃紧时，对于可以重新载入的只读数据来说，直接清理掉，而对于可写的数据，只能通过App自己去管理维护。内存紧张时，iOS会向App发起memory warning，不配合释放足够内存者，杀！

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