在iOS中,虚拟内存主要分为栈区
、堆区
、全局(静态)区
、常量区
、代码区
,其中全局(静态)区
又分为BSS区
和数据区
。如下图所示:
栈区(Stack)
栈区由编译器自动分配和释放,是一块连续的内存区域,主要用于存放局部变量
和函数的参数(id self,SEL _cmd)
。
特点
- 栈由
编译器自动分配和释放
,是一块连续的内存区域。 - 栈内部以
帧(Frame)
的结构进行入栈和出栈,遵循先进后出(FILO)
原则。 - 栈是
从高地址向低地址扩展
的数据结构,地址空间在iOS中以Ox7
开头。 - 栈
在运行时分配
。
优缺点
- 优点:因为栈是由编译器自动分配和释放,所以不会产生内存碎片,且快速高效。
- 缺点:内存大小有限制,在iOS中,主线程中栈的大小为
1MB
,子线程中栈的大小为512kb
,在MAC OS中栈的大小为8MB
。(详情可见官方文档Threading Programming Guide)
栈帧(Frame)
栈区(stack)
内存是以帧的结构来管理的,每次执行一个函数,都会生成新的帧(Frame)
,所有的帧都按顺序添加到栈中,最新生成的帧存放在最上面。每次新生成一帧,叫做入栈(push)
,每次释放一帧,叫做出栈(pop)
,当所有的帧都被释放掉,整个栈也会被释放。整个过程如下图所示:
我们通过下面的实例来具体分析:
int main() {
int a = 10;
int b = 20;
return test(a, b);
}
- 当执行
main()
函数时,系统生成对应的帧并入栈,main()
函数里的局部变量a
和b
都存放在这个帧中。 - 当执行到
test()
函数时,系统又会生成对应的帧并入栈,用来保存test()
函数内部的局部变量,这个新帧会叠加在最上面。 - 执行完
test()
函数后,对应的帧被释放,里面存放的局部变量都会被销毁。 - 执行完
main()
函数后,对应的帧被释放,此时所有的帧都被释放,整个栈区(stack)
也会被释放。
堆区(Heap)
堆区由程序员分配和释放的,也可由垃圾回收机制释放,是一块不连续的内存空间。主要存放:OC
中使用alloc
或者new
创建的对象,C
语言中使用malloc
、calloc
、realloc
分配的空间(C
中这些需要使用free
来释放)。
特点
- 堆由
程序员分配和释放
,是一块不连续的内存空间。 - 堆是类似于
链表结构
(便于增删,不便于查询),遵循先进先出(FIFO)
原则。 - 堆是
从低地址向高地址拓展
的数据结构,地址空间在iOS中以0x6
开头。 - 堆
在运行时分配
。
优缺点
- 优点:由于内存空间不连续,因此使用灵活方便,随取随用。
- 缺点:需要手动管理内存,速度慢,且容易产生内存碎片。
堆区对象的内存访问
Person *p = [Person alloc] init];
这个案例中,实例化的Person
对象,存在于堆区,指针变量p
存放于栈区,p
的内存空间存放Person
对象的地址。所以,若要访问Person
对象,需要先访问栈区的指针变量p
,再通过p
存放的地址来访问Person
对象。
全局(静态)区
全局区是编译期分配
的内存空间,由系统管理,在程序启动时由分配,程序结束时释放,内存空间一般以0x1
开头。在程序运行过程中,此内存中的数据一直存在。其又分为两部分区域:
-
BSS区(.bss)
:存放未初始化的全局变量
和静态变量
。 -
数据区(.data)
:存放已初始化的全局变量
和静态变量
。
全局变量是指在运行中值可以被动态修改的变量。
静态变量是指由static
修饰的变量,值不能被修改,包含全局静态变量和局部静态变量。
常量区(.rodata)
常量区是编译时分配
的内存空间,由系统管理,在程序启动时分配,在程序结束后释放,主要存放常量
,不允许被修改,内存空间一般以0x1
开头。
代码区(.text)
代码区是在编译期分配
,用来存放函数被编译后的二进制代码
。代码段只允许读操作,不允许写操作。