iOS：記憶體管理詳情，ios記憶體管理詳情

iOS：記憶體管理詳情，ios記憶體管理詳情
一、概述

內部管理簡單來說就是電腦內部儲存的管理，馮·諾依曼結構指出了電腦由運算器、控制器、儲存空間、輸入和輸出裝置幾大組件組成。我們以 iPhone 8 舉例來說，運算器和控制器合在一起就是 CPU(中央處理器)，運行記憶體為 3GB LPDDR4 RAM。而我們平時所說的 64G 或者 128G 記憶體為儲存 ROM。

馮·諾依曼結構還指出記憶體是用來存啥的，對於我們開發人員來說，指令基本就是代碼邏輯，資料基本就是變數、常量之類了

二、通用記憶體基本原理

最簡單來說分為兩大部分：指令，資料。再細分一點，五部分：代碼(指令)，初始化資料區，未初始化資料區，堆，棧。

代碼(指令，text)就不用說了，最靜態，就是唯讀東西;

初始化資料，簡單理解就是有初始值的變數、常量;

未初始化資料，只聲明未給值的變數，運行前統統為 0，之所以單獨分出來，估計是效能考慮，因為這些東西都是0，沒必要放在程式包裡，也不用 copy;

棧，程式運行記錄，每個線程，也就是每個執行序列各有一個(看crash log最容易理解)，都是編譯的時候能確定好的，還有一個特點就是這裡面的資料可以不用指標，也不會丟;

堆，最靈活的記憶體區，用途多多，動態分配和釋放，編譯時間不能提前確定，我們的 Objective-C 對象都是這麼來的，都存在這裡，通常堆中的對象都是以指標來訪問的，指標從線程棧中來，但不獨屬於某個線程，堆也是對複雜的運行時處理的基礎支援，還有就是 ARC 還是 MRC、“誰分配誰釋放”說的都是堆上對象的管理。

三、iOS 的記憶體管理

其實，iOS的記憶體管理和其它作業系統大同小異。這裡按照蘋果文檔所述，重點對堆記憶體配置整理下。

iOS的記憶體管理分為幾個層面，從系統到 libmalloc，ARC環境下，編譯器也會協助開發人員做力所能及的最佳化處理。

首先，iOS和其它系統一樣，作業系統核心會做虛擬儲存到實體記憶體的映射管理，並做記憶體分頁，每頁4K。多個頁構成一個記憶體區塊統一管理，負責管理的對象是 VM object，其中包含了pager、size、resident pages 等諸多屬性。所有的記憶體配置最終都將交由系統來處理(比如vm_allocate/mach_vm_allocate)。

而開發中，在系統核心的基礎上，iOS使用 libmalloc。不管是 Objective-C 的 [NSObject alloc] ，還是C代碼的對記憶體配置，重任都會落到malloc庫上，釋放也是如此，最終都將使用 malloc 庫中的 free()。malloc 庫中有很多 malloc 的同族函數可以動態分配記憶體。malloc 庫中定義了 zone 的概念，並實現了不同的zone(如 nano zone 和 scalable zone)，並根據記憶體需求的大小使用不通演算法對n ano、tiny、small、large量級的記憶體進行分配和釋放管理。預設情況，在第一次調用 malloc 時，系統會產生一個d efault zone，後續的預設分配在此進行。比如，malloc_zone_xxx()函數最終都對特定的zone進行分配操作，執行zone->xxx()。每個zone都以鏈表的形式對已指派過的記憶體做cache處理，避免頻繁對核心系統發起申請。malloc的內部實現都是開源的，感興趣的可以去瞭解去看。

當記憶體吃緊時，對於可以重新載入的唯讀資料來說，直接清理掉，而對於可寫的資料，只能通過App自己去管理維護。記憶體緊張時，iOS會向App發起memory warning，不配合釋放足夠記憶體者，直接殺死程式。