iOS的内存管理

今晚有空，总结一下学习iOS内存管理的一些认识。
文章中可能会涉及一些相对底层的知识，C的内存管理知识，慎入。

前方高能！
前方高能！！
前方高能！！！

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内存结构

经典的内存划分：栈、堆、BSS段、数据段、代码段。如 下图 ：

先说堆栈：在C语言里，可以简单的说malloc等方法主动申请内存，其内存空间是在堆上，其他的在栈上。
展开一点说，临时变量是在栈上的，一般常用的指针也是存放在栈上的，而指针指向的内容在堆上。这么说可能不是很好理解。一个简单的例子：

int *foo = (int *)malloc(sizeof(int)*10);

这里我们申请了10个int长度(40byte)的内存空间，指向这40byte地址的指针foo存放在栈上，而这40byte内存地址是堆上的。

堆和栈的生长方向也是不一样的，栈是向下生长的，堆是向上生长的，二者是一个闭合的区间。如果你能记住上面的图，这个知识点就很容易记住了。如果栈向上生长，就溢出了→_→

内存管理手段也是不同的，堆是程序员手动管理内存，栈是系统自动管理(有木有MRC和ARC的即视感(≧▽≦)/)。

为什么要划分出堆和栈来呢，这个不是很好说的明白，你只要知道栈是一级缓存，堆是二级缓存，栈的读写速度快于堆就OK了。这里有一丢丢类似于内存和硬盘的区别(实际上不是)。

然后呢，就会有一个问题出现了，栈资源是比较紧俏了(参考手机运存)，所以我们在涉及到栈操作时一定要千万小心。系统为每个程序分配的栈大小，具体有多少我不太记得了，有兴趣的同学可以查一下。只记得一般不超过10M。大家可以看下自己app的运行内存就知道这10M有多宝贵了。

关于堆栈溢出，我会单独列另一篇博客来讲，此处保持神秘感。
撒花，♪(^∇^*)。

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引用计数

OC中说道内存管理，必然绕不开的就是引用计数技术，这也是很多面试官非常热衷的话题。那么什么是引用技术呢。

首先，要澄清一点，引用计数不是OC首创的，在远古的C时代，就有这么个东西了。而OC在面向对象编程上封装了该技术。

下面进入正题。狭义说的内存管理特制堆内存管理，就是我们常说的需要程序员手动管理的内存。在C语言中，对于一块已申请的内存，当我们不再需要使用时，需要手动的free掉这块内存。否则当函数的生命周期结束时，就会发生内存泄露。内存泄露怎么发生的呢。如下：

(void) foo{    int *bar = (int *)malloc(sizeof(int)*10);}

前方高能：下面是一些冷门C知识，无感的同学请跳过。

程序对内存的使用是这样的，圈一块地(内存)，声明使用权，这块地是我的(引用flag)，别人不能动。当别人要用地时，发现这里有个flag，就不会去动他。当不需要使用这块地时，只需要把flag拔掉，就OK了。

根据函数内临时变量生命周期，我们知道，当函数运行结束时，会释放掉bar，这里释放的是存储bar指针的栈空间，这是系统自动执行的。这时一件恐怖的事情发生了，圈地的flag还插着，但是我们已经失去了对flag的控制权(flag所在的栈地址已被释放)，之后任何人都无法动这块圈好的地了，包括我自己。此时就出现了内存泄露。

下面回到OC。引用技术的原理，就是对每块已经申请的内存设计一个计数器(初始为1)，当有其他人想用我们申请的这块内存时，就让引用计数加1，当他不用的时候就减1。当引用计数器为1时，若又有人说我不用这块地址了，就说明再也没人需要用了，这块内存可以释放掉。
这里有一个小知识，引用计数为1时，再release不会减到0，而是会直接释放掉，这涉及到机器运行效率的问题。为了说话方便，我们一般会说减到0。

在C语言的内存管理上，有两种行为，一种是“谁申请谁释放”，就是说内存的释放必须由拥有者释放，其他引用都是纸老虎。一种是“谁拥有谁释放”，规定只要你引用了这块地址，都可以做释放操作。孰优孰劣难以道清，只能说OC其实是偏向于谁拥有谁释放的。

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MRC

终于告别C了，进入OC内存管理，很多同学可以松一口气了。MRC，OC中的手动内存管理。相较于C的free，进行手动内存管理，MRC其实只是相当于面向对象的手动内存管理。MRC把对象的内存管理封装了一下，让你可以不去理对象内存的生命周期。但是总的来说还是很麻烦的。

用一下你就会发现，MRC和C手动内存管理都是走的同一个路子，不然为啥二者名字辣么像捏。

后来人们发现，大多数情况下，一个对象只会有一个持有者，不会有很多次引用。懒人推动了科技进步，于是有了自动释放池。

自动释放池又是个神马鬼？就是让你把对象丢到这个大池子里，当生命周期结束时，他会自动帮池子里的对象引用计数减1。注意，这里是减1，一个pool只能减1，而不是一个遍历，减到0；

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ARC

有木有觉得MRC仍然反人类啊(我不会告诉你我连线程锁都自己封过→_→)。
对于这种反人类的东西，必须坚决干掉。世界是属于懒人的。所以有了ARC。

墙裂建议使用ARC，对于MRC项目也建议逐渐重构改为ARC。ARC基本做到了不需要太操心内存问题，程序简洁干练很多。需要说明的是，无论自动释放池还是ARC都是一种编译时行为，也就是说，是编译器手动加上了release，再手动改为free这样一个过程。而不是运行时动态调整的。

ARC下貌似没什么好讲的，但是程序员的双手解放了，总得在桌子下面做点啥吧。
ARC里面有一个很关键的概念就是强引用，若引用。

这是个什么概念呢，简单讲，就是强引用引用计数加1，弱引用引用计数不变。这会造成一个后果，就是弱引用对内存释放没有发言权。这种后果是良性的，在某些特殊场景下灰常好用。比如：

#import <Foundation/Foundation.h>#import "Dog.h"@interface Person : NSObject@property (nonatomic, strong) Dog *dog;@end

#import <Foundation/Foundation.h>#import "Person.h"@interface Dog : NSObject@property (nonatomic, strong)Person *person;@end

有一个Dog类，有一个主人person，有一个Person类有一个宠物dog。二者相互引用，就造成了一个死循环，导致二者无法正常释放内存，这里就用到了弱引用，将二者中任意一个属性设为weak，就可以解除该循环引用。

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可变和不可变对象

在开发中，会经常遇到可变数组、不可变数组，可变字符串、不可变字符串。简单写一个：

char *str = "Hello World";    NSLog(@"字符串常量\t---> %p", str);    NSString *string = @"Hello World";    NSLog(@"字符串\t\t---> %p",string);    NSMutableString *mutString = [NSMutableString stringWithString:@"Hello World"];    NSLog(@"可变字符串\t---> %p", mutString);

以及运行结果

字符串常量   ---> 0x10436765b字符串      ---> 0x104368088可变字符串   ---> 0x7f991159e2c0

这里为了清楚，将部分运行结果裁掉了。从结果上看可以看到，string和mutString明显不在同一个内存区域。有兴趣的童鞋可以看一下NSArray和NSMutableArray，有惊喜。

而这里string和str处在同一个内存区域，是系统的一个内存优化策略，有兴趣的童鞋可以搜索“字符串常量区”相关内容，此处不再科普。

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深拷贝和浅拷贝

深拷贝和浅拷贝，分别对应着值传递和址传递。

这里比较容易引起争议的是copy和mutableCopy。

对于不可变对象，copy是浅拷贝，mutableCopy是深拷贝。
对于可变对象，二者都是深拷贝。

为毛会酱紫呢。改天单拉出来一章唠唠吧。平时只需要记住上面那句口诀就OK了。