iOS-底层(15)(iOS内存的五大区)
在iOS中,内存主要分为 栈区、堆区、全局区、常量区、代码区 五大区域。如下图所示
文章图片
image 下面分别介绍这五大区
栈区(Stack)
定义
- 栈是
系统数据结构
,其对应的进程或者线程是唯一
的
- 栈是
向低地址扩展
的数据结构
- 栈是一块
连续的内存区域
,遵循先进后出(FILO)
原则
- 栈的
地址空间
在iOS中是以0X7开头
- 栈区一般在
运行时分配
栈区是由
编译器自动分配并释放
的,主要用来存储局部变量
函数的参数
,例如函数的隐藏参数(id self,SEL _cmd)
- 优点:因为栈是由
编译器自动分配并释放
的,不会产生内存碎片,所以快速高效
- 缺点:栈的
内存大小有限制,数据不灵活
iOS主线程栈大小是1MB
- 其他线程是
512KB
MAC
只有8M
![iOS-底层(15)(iOS内存的五大区)](https://img.it610.com/image/info10/5c75184bcc0445a2a93ad64d4d36fbce.jpg)
文章图片
image 堆区(Heap) 定义
- 堆是
向高地址扩展
的数据结构
- 堆是
不连续的内存区域
,类似于链表结构
(便于增删,不便于查询),遵循先进先出
(FIFO)原则
- 堆的
地址空间
在iOS中是以0x6
开头,其空间的分配总是动态的
- 堆区的分配一般是在
运行时分配
堆区是
由程序员动态分配和释放
的,如果程序员不释放,程序结束后,可能由操作系统回收,主要用于存放OC
中使用alloc
或者 使用new
开辟空间创建对象
C
语言中使用malloc、calloc、realloc
分配的空间,需要free
释放
- 优点:灵活方便,数据适应面广泛
- 缺点:需
手动管理
,速度慢
、容易产生内存碎片
先通过对象读取到栈区的指针地址
,然后通过指针地址访问堆区
全局区(静态区,即.bss & .data) 全局区是
编译时分配
的内存空间,在iOS中一般以0x1开头
,在程序运行过程中,此内存中的数据一直存在,程序结束后由系统释放
,主要存放未初始化
的全局变量
和静态变量
,即BSS区(.bss)
已初始化
的全局变量
和静态变量
,即数据区(.data)
常量区(即.rodata) 常量区是
编译时分配
的内存空间,在程序结束后由系统释放
,主要存放- 已经使用了的,且没有指向的
字符串常量
代码区(即.text) 代码区是
编译时分配
主要用于存放程序运行时的代码
,代码会被编译成二进制存进内存
的内存五大区验证 运行下面一段代码,看看变量在内存中是如何分配的
- (void)test{NSInteger i = 123;
NSLog(@"i的内存地址:%p", &i);
NSString *string = @"CJL";
NSLog(@"string的内存地址:%p", string);
NSLog(@"&string的内存地址:%p", &string);
NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
NSLog(@"obj的内存地址:%p", obj);
NSLog(@"&obj的内存地址:%p", &obj);
}
运行结果如下
![iOS-底层(15)(iOS内存的五大区)](https://img.it610.com/image/info10/2ba98a05cb7741468b7175ae4c9e5b70.jpg)
文章图片
image
- 对于
局部变量i
,从地址可以看出是0x7开头
,所以i存放在栈区
- 对于
字符串对象string
,分别打印了string的对象地址
和string对象的指针地址
- string的
对象地址
是以0x1开头
,说明是存放在常量区
- string
对象的指针地址
是以0x7开头
,说明是存放在栈区
- string的
- 对于
alloc创建的对象obj
,分别打印了obj的对象地址
和obj对象的指针地址
(可以参考前文的汇总图)
- obj的
对象地址
是以0x6开头
,说明是存放在堆区
- obj
对象的指针地址
是以0x7开头
,说明是存放在栈区
- obj的
函数栈
又称为栈区
,在内存中从高地址往低地址分配,与堆区相对,具体图示请查看文章最开始的图示
栈帧
是指函数(运行中且未完成)占用的一块独立的连续内存区域
- 应用中新创建的
每个线程都有专用的栈空间
,栈可以在线程期间自由使用。而线程中有千千万万的函数调用,这些函数共享
进程的这个栈空间
。每个函数所使用的栈空间是一个栈帧,所有的栈帧就组成了这个线程完整的栈
函数调用是发生在栈上
的,每个函数的相关信息
(例如局部变量、调用记录等)都存储在一个栈帧
中,每执行一次函数调用
,就会生成一个与其相关的栈帧,然后将其栈帧压入函数栈
,而当函数执行结束
,则将此函数对应的栈帧出栈并释放掉
ARM的栈帧布局方式
![iOS-底层(15)(iOS内存的五大区)](https://img.it610.com/image/info10/22bcdb23f925472fabd320adba15e70d.jpg)
文章图片
image
- 其中
main stack frame
为调用函数的栈帧
func1 stack frame
为当前函数(被调用者)的栈帧
栈底
在高
地址,栈向下增长。
FP
就是栈基址
,它指向函数的栈帧起始地址
SP
则是函数的栈指针
,它指向栈顶
的位置。
ARM压栈
的顺序
很是规矩(也比较容易被黑客攻破么),依次为当前函数指针PC
、返回指针LR
、栈指针SP
、栈基址FP
、传入参数个数及指针
、本地变量
和临时变量
。如果函数准备调用另一个函数,跳转之前临时变量区先要保存另一个函数的参数。
- ARM也可以
用栈基址和栈指针明确标示栈帧的位置
,栈指针SP一直移动,ARM的特点
是,两个栈空间内的地址(SP+FP)前面,必然有两个代码地址(PC+LR)明确标示着调用函数位置内的某个地址
。
一般情况下应用程序是不需要考虑堆和栈的大小的,但是事实上堆和栈都不是无上限的,
过多的递归会导致栈溢出
,过多的alloc变量会导致堆溢出
。所以
预防堆栈溢出
的方法:(1)
避免层次过深
的递归
调用;(2)
不要使用过多的局部变量
,控制局部变量的大小;(3)
避免分配
占用空间太大的对象
,并及时释放
;
(4)实在不行,适当的情景下
调用系统API修改线程的堆栈大小
;栈帧示例
描述下面代码的栈帧变化
栈帧程序示例
int Add(int x,int y) {
int z = 0;
z = x + y;
return z;
}int main() {
int a = 10;
int b = 20;
int ret = Add(a, b);
}
【iOS-底层(15)(iOS内存的五大区)】程序执行时栈区中栈帧的变化如下图所示
![iOS-底层(15)(iOS内存的五大区)](https://img.it610.com/image/info10/b6a7eb8d8ddb4661a989ca6c113780a8.jpg)
文章图片
image
推荐阅读
- 2020-04-07vue中Axios的封装和API接口的管理
- iOS中的Block
- 记录iOS生成分享图片的一些问题,根据UIView生成固定尺寸的分享图片
- 2019-08-29|2019-08-29 iOS13适配那点事
- Hacking|Hacking with iOS: SwiftUI Edition - SnowSeeker 项目(一)
- 医生随笔(232)不要轻易得罪底层人
- iOS面试题--基础
- 接口|axios接口报错-参数类型错误解决
- iOS|iOS 笔记之_时间戳 + DES 加密
- iOS,打Framework静态库