iOS - 記憶體管理 01

一、概述

内部管理簡單來說就是計算機内部存儲的管理，我們從馮·諾依曼結構說起，馮·諾依曼結構指出了計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入和輸出裝置幾大部件組成。拿 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），運作記憶體為 3GB LPDDR4 RAM。而 64G 256G 為存儲ROM。

馮·諾依曼結構還指出記憶體是用是cun對于我們開發者來說，指令基本就是代碼邏輯，資料基本就是變量

、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，最靜态的，就是隻讀的東西；
初始化資料，簡單了解就是有初始值的變量、常量；
未初始化資料，隻聲明未給值的變量，運作前統統為0，之是以單獨分出來，估計是性能考慮，因為這些東西都是0，沒必要放在程式包裡，也不用copy；
棧，程式運作記錄，每個線程，也就是每個執行序列各有一個（看crash log最容易了解），都是編譯的時候能确定好的，還有一個特點就是這裡面的資料可以不用指針，也不會丢；
堆，最靈活的記憶體區，用途多多，動态配置設定和釋放，編譯時不能提前确定，我們的 bjective-C 象都是這麼來的，都存在這裡，通常堆中的對象都是以指針來通路的，指針從線程棧中來，但不獨屬于某個線程，堆也是對複雜的運作時處理的基礎支援，還有就是ARC還是MRC、“誰配置設定誰釋放”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設定整理下。

iOS的記憶體管理分為幾個層面，從系統到libmalloc，ARC環境下，編譯器也會幫助開發者做“力所能及”的優化處理。

首先，iOS和其它系統一樣，作業系統核心會做虛拟存儲到實體記憶體的映射管理，并做記憶體分頁，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。所有的記憶體配置設定最終都将交由系統來處理（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設定，重任都會落到malloc庫上，釋放也是如此，最終都将使用malloc庫中的free()。malloc庫中有很多malloc的同族函數可以動态配置設定記憶體。malloc庫中定義了zone的概念，并實作了不同的zone（如nano zone和scalable zone），并根據記憶體需求的大小使用不通算法對nano、tiny、small、large量級的記憶體進行配置設定和釋放管理。預設情況，在第一次調用malloc時，系統會生成一個default zone，後續的預設配置設定在此進行。比如，malloc_zone_xxx()函數最終都對特定的zone進行配置設定操作，執行zone->xxx()。每個zone都以連結清單的形式對已配置設定過的記憶體做cache處理，避免頻繁對核心系統發起申請。malloc的内部實作都是開源的，感興趣的可以去了解去看。

當記憶體吃緊時，對于可以重新載入的隻讀資料來說，直接清理掉，而對于可寫的資料，隻能通過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，殺！

![iOS并發開發簡要整理（上）]http://www.molotang.com/articles/2001.html

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