【iOS】—— 内存的五大分区_ram分区

平时我们编写程序的时候可能不太在意系统的内存问题，那么我们所编写代码变量都是怎么在内存中存取的呢？内存其实分为五大分区，栈区（系统管理的地方）、堆区（程序员控制的地方）、常量区（全局区）、静态区和代码区，下面我们来简单介绍介绍。

首先我们要知道，这里说的内存指的就是RAM。

一、五大分区

1.栈区

创建临时变量时由编译器自动分配，在不需要的时候自动清除的变量的存储区。

里面的变量通常是局部变量、函数参数等。在一个进程中，位于用户虚拟地址空间顶部的是用户栈，编译器用它来实现函数的调用。和堆一样，用户栈在程序执行期间可以动态地扩展和收缩。

优点：

• 栈是系统数据结构，对应线程/进程是唯一的。
• 快速高效，缺点是有限制，数据不灵活。［先进后出］
• 栈空间分静态分配和动态分配两种。
• 静态分配是编译器完成的，比如自动变量(auto)的分配。
• 动态分配由alloc函数完成。
• 栈的动态分配无需释放(是自动的)，也就没有释放函数。
• 为可移植的程序起见，栈的动态分配操作是不被鼓励的！

@interface TestObject()

@end
@implementation TestObject
- (void)testMethodWithName:(NSString *)name {
   //方法参数name是一个指针，指向传入的参数指针所指向的对象内存地址。name是在栈中
  //通过打印地址可以看出来，传入参数的对象内存地址与方法参数的对象内存地址是一样的。但是指针地址不一样。
  NSLog(@"name指针地址:%p, name指针指向的对象内存地址:%p", &name, name);


  //*person 是指针变量,在栈中, [Person new]是创建的对象,放在堆中。
  //person指针指向了[Person new]所创建的对象。
  //那么[Person new]所创建的对象的引用计数器就被+1了,此时[Person new]对象的retainCount为1
  Person *person = [Person new];
}
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2.堆区

就是那些由new、alloc、malloc、realloc创建的对象所分配的内存块，它们的释放系统不会主动去管，由我们的开发者去告诉系统什么时候释放这块内存(一个对象引用计数为0时系统就会回销毁该内存区域对象)。一般一个 new 就要对应一个 release。在ARC下编译器会自动在合适位置为OC对象添加release操作。会在当前线程Runloop退出或休眠时销毁这些对象，MRC则需程序员手动释放。堆可以动态地扩展和收缩。

注意：全局区又可分为未初始化全局区：bss段 和 初始化全局区：data段。

优点：

• 灵活方便，数据适应面广泛，但是效率有一定降低。［顺序随意］
• 堆是函数库内部数据结构，不一定唯一。
• 不同堆分配的内存无法互相操作。
• 堆空间的分配总是动态的。
• 虽然程序结束时所有的数据空间都会被释放回系统，但是精确的申请内存，释放内存匹配是良好程序的基本要素。

//alloc是为Person对象分配内存,init是初始化Person对象。本质上跟[Person new]一样。
Person *person = [[Person alloc] init];
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3.常量区

存放常量(整型、字符型，浮点型，字符串等)，整个程序运行期不能被改变。

常量：

已初始化的全局变量
已初始化的静态变量

• 空间由系统管理，生命周期为整个程序运行期。

4.静态区

全局变量和静态变量被分配到同一块内存中，在以前的 C 语言中，全局变量又分为初始化的和未初始化的（初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量与静态变量在相邻的另一块区域，同时未被初始化的对象存储区可以通过 void* 来访问和操纵，程序结束后由系统自行释放），在 C++ 里面没有这个区分了，他们共同占用同一块内存区。

• 内存空间也是由系统管理 -->程序启动时开辟，程序结束时回收，程序执行期间一直存在。
• static修饰的变量仅执行一次，生命周期为整个程序运行期。

5.代码区

存放函数的二进制代码。

NSString *string1;//string1 这个NSString 类型的指针,未初始化存在于<全局区>的<BSS区>

NSString *string2 = @"1234";//string2 这个NSString类型的指针，已初始化存在与<全局区>的<data数据区>，@“1234”存在与堆区，因为@代表了对象。 

static NSString *string3;//string3 这个NSString 类型的指针存在于<全局区>的<BSS区>

static NSString *string4 = @"1234";//string4 这个NSString类型的指针存在与<全局区>的<data数据区>，@“1234”存在与堆区，因为@代表了对象。stiring2和string4的值地址是一样的

static const NSString *string5 = @"654321";//const 修饰后  string5不能修改值。 其他的与string4一样

- (void)test {
int  a;//a这个int类型的变量 是存在与<栈区>的
a = 10;//10这个值是存在与 <常量区>的

NSStirng *str；//str这个NSString类型的指针 存在于<栈区>
str = @“1234”；//@“1234”这个@对象存在于 <堆区>

static NSString *str1;//str1这个NSString类型的指针 存在于<全局区>的<BSS区>
static NSString *str2 = @"4321"; //str2这个NSString类型的指针 存在于<全局区>的<data区>

NSString *str3;//str3这个NSString类型的指针 存在于<栈区>
str3 = [[NSString alloc] initWithString:@"1234"];//[[NSString alloc]initWithString:@"1234"]这个对象 存在于<堆区>
}
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二、static、extern、const比较

1.static静态变量

静态变量有两种

static NSString *name;
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• 全局静态变量

优点：不管对象方法还是类方法都可以访问和修改全局静态变量，并且外部类无法调用静态变量，定义后只会指向固定的指针地址，供所有对象使用，节省空间。
缺点：存在的生命周期长，从定义直到程序结束。
建议：从内存优化和程序编译的角度来说，尽量少用全局静态变量，因为存在的生命周期长，一直占用空间。程序运行时会单独加载一次全局静态变量，过多的全局静态变量会造成程序启动慢。

• 局部静态变量

优点：定义后只会存在一份值，每次调用都是使用的同一个对象内存地址的值，并没有重新创建，节省空间，只能在该局部代码块中使用。
缺点：存在的生命周期长，从定义直到程序结束，只能在该局部代码块中使用。
建议：局部和全局静态变量从本根意义上没有什么区别，只是作用域不同而已。如果值仅一个类中的对象和类方法使用并且值可变，可以定义全局静态变量，如果是多个类使用并可变，建议值定义在model作为成员变量使用。如果是不可变值，建议使用宏定义。

2.extern全局变量

全局变量有两种

//.m中要定义
NSString *name;

//.h中同时要定义
extern NSString *name;
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• 对内的全局变量：没有用extern在.h中修饰的变量，仅定义在.m中让该变量只能在该类使用

优点：不管对象方法还是类方法都可以访问和修改全局静态变量，并且外部类无法调用静态变量，定义后只会存一份值，供所有对象使用，节省空间。跟全局静态变量一样，只是少了static修饰少了static特性。
缺点：存在的生命周期长，从定义直到程序结束。
建议：都跟全局静态变量都一样了，还需要用对内的全局变量吗？不用extern修饰就少了extern的特性，还不如用全局静态变量，至少能明确的知道static是对内使用的。

• 外部全局变量：除了该类，其他文件也可以访问该变量

优点：除了该类，其他文件也可以访问该变量。
缺点：存在的生命周期长，从定义直到程序结束。并且外部可以修改其值，出现错误不容易定位。
建议：使用全局变量的原因就在于其对外的特性，但是其使用的方便性没有使用model的属性或宏来得方便。程序启动的时候会单独加载全局变量，同理与全局静态变量，少使用。

全局静态变量与全局变量 其实本质上是没有区别的，只是存在修饰区别，一个static让其只能内部使用，一个extern让其可以外部使用。

3.const常量

不同于变量，常量的值是固定不可变的，一般用于只读值。
优点：只可以读取值，不能修改。一般用于接口或者文字显示这种固定值。添加extern可以对外全局常量，任意位置都可以访问。
缺点：存在的生命周期长，从定义直到程序结束。需要在.h .m中分别定义代码较多。
建议：良好的编码习惯而言，少使用宏，多使用常量。因为常量声明是有明确类型的，而宏只是替换并不能进行类型判断。不够严谨。

//.h中定义extern
extern NSString *const name;
//.m中定义值
NSString *const name = @"123";

//const声明部位不同，意义也不同。const定义的是其右边整体不可变。


//*const name1定义的是 name1 不可变。 name1是指针。
//因此 不能通过修改name1而指向其他值。常规的const使用这个方法定义不可修改的值
NSString *const name1 = @"456";

//const * name定义的是 * name不可变， 而*name指向的是@"789"，
//也就是说@"789"这个内存地址的值不可变为其他值。
NSString const * name2 = @"789";
//但name指针可以指向其他值，所以该定义方式无法保证值的唯一性。
NSString *newName = @"222";
name2 = newName;
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三、注意

• 当一个 app 启动后，代码区、常量区、全局区大小就已经固定，因此指向这些区的指针不会产生崩溃性的错误。而堆区和栈区是时时刻刻变化的（堆的创建销毁，栈的弹入弹出），所以当使用一个指针指向这个区里面的内存时，一定要注意内存是否已经被释放，否则会产生程序崩溃（也即是野指针报错）。
• 在 iOS 中，堆区的内存是应用程序共享的，堆中的内存分配是系统负责的。