iOS程序的内存布局

iOS 中的内存区域分为以下几个： 代码段 TEXT：编译之后的代码；

数据段 DATA ① 字符串常量：⽐如NSString *str = @"123"； ② 已初始化数据：已初始化的全局变量、静态变量等； ③ 未初始化数据：未初始化的全局变量、静态变量等；

栈 STACK：函数调⽤开销，⽐如局部变量。分配的内存空间地址越来越⼩；

堆 HEAP：通过alloc、malloc、calloc等动态分配的空间，分配的内存空间地址越来越⼤

Tagged Pointer

我们知道一个对象分配的内存地址是 16 个字节，再加上一个指针 8 个字节，总共 24 个字节，比较浪费内存空间的，所以出现了Tagged Pointer。 从 64bit 开始，iOS引⼊了Tagged Pointer⽤于优化NSNumber、NSDate、NSString等⼩对象的存储，在没有使⽤Tagged Pointer之前， 这些小对象需要动态分配内存、维护引⽤计数等，指针存储的是堆中对象的地址值，使⽤Tagged Pointer之后，这些小对象指针⾥⾯存储的数据变成了：Tag + Data，也就是将数据直接存储在了指针中，当指针不够存储数据的时候，才会使⽤动态分配内存的⽅式来存储数据，objc_msgSend能识别Tagged Pointer，⽐如NSNumber的intValue⽅法，直接从指针提取数据，节省了以前的调⽤开销 在 iOS 平台，最⾼有效位是 1（第64bit）， 在 Mac平台，最低有效位是 1 的对象是Tagged Pointer对象。

可以观察两个对象的isa，一个是空，一个是 __NSCFNumber，说明前面的小对象使用的是 Tagged Pointer 技术。

OC对象的内存管理

iOS的内存管理中，使用引用计数来进行内存管理，秉持着：谁创建谁释放，谁引用谁管理的原则 MRC 手动引用计数管理，就是我们在创建使用对象之后，只要是调⽤alloc、new、copy、mutableCopy⽅法返回了⼀个对象，在不需要这个对象时，要调⽤release或者autorelease来释放它。

NSString *str1 = [[NSString alloc] initWithFormat:@"123"];
NSString *str2 = [str1 copy];
NSMutableString *str3 = [str2 mutavleCopy];

[str1 release];
[str2 release];
[str3 release];

MRC 下 setter 方法的写法，需要考虑内存问题，比如下面的案例

- (void)setDog:(NSObject *)dog {
   if(_dog != dog) {  //不判断会引起僵尸对象
       [_dog release]; // 不释放会引起内存泄漏
       _dog = [dog retain]; // 引用计数加一，保证外面的释放的时候不至于没有对象
   }
}

ARC 自动引用计数管理，就是系统利用 LLVM 编译器自动帮我们生成 release/retain/autorelease这些代码，利用 Runtime 帮我们实现弱引用等，在 LLVM 和 Runtime 的相互作用下实现自动内存管理。 ARC 中禁止手动调用 retain/release/retainCount/dealloc，新增了weak/strong 属性关键字

深拷贝与浅拷贝 深拷贝是对象拷贝，浅拷贝是指针拷贝，系统提供的对象拷贝如下

自定义对象如果想实现拷贝，那需要实现 NSCoping 协议

- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone {
    MrcModel *model = [MrcModel new];
    model.name = self.name;
    return model;
}

引用计数 学习 isa 结构的时候学习过 isa 共用体的结构

引用计数是存储在 extra_rc 中的，如果不够存，has_sidetable_rc 这个参数会变成 1，那么引用计数会存储在一个叫 SideTable 中的 refcnts 散列表中。

struct SideTable {
    spinlock_t slock;
    RefcountMap refcnts;
    weak_table_t weak_table;
}

弱引用管理 被声明为 __weak 的对象指针，经过编译器的编译之后，会调用 objc_initWeak 函数，然后经过一系列的调用栈，最终在weak_register_no_lock()这个函数内进行弱引用变量的添加，通过哈希算法来进行位置查找，而这个位置就是上一步中看到的 SideTable 中的 weak_table 散列表中。

当对象要释放的时候，如果存在弱引用，则会先把弱引用表中存储的该对象的引用全部清除掉，清除时是同样的查找步骤，只不过是调用 weak_clear_no_lock() 这个函数。

自动释放池

⾃动释放池是以栈为节点以双向链表形式组合而成的数据结构。主要底层数据结构是：__AtAutoreleasePool、AutoreleasePoolPage，调⽤了autorelease的对象最终都是通过AutoreleasePoolPage对象来管理的。

每个AutoreleasePoolPage对象占⽤4096字节内存，除了⽤来存放它内部的成员变量，剩下的空间⽤来存放 autorelease 对象的地址。

调用了 AutoreleasePoolPage::Push() 之后会先把一个叫 POOL_BOUNDARY 的值插入 AutoReleasePoolPage 中，后面调用的每一个 autorelease 都会往 AutoReleasePage 中写入一个 autorelease 包裹的对象。

将要释放的时候调用 AutoReleasePoolPage::Pop()，传入的地址是 Push 的返回值，其实就是 POOL_BOUNDARY 的地址，会从最后⼀个⼊栈的对象开始发送release消息，直到遇到这个 POOL_BOUNDARY。

AutoReleasePoolPage 中 next 指针指向的是下一个能够给存储对象的位置。

如果有多层嵌套的话会插入多个 POOL_BOUNDARY

Runloop与Autorelease iOS在主线程的 Runloop 中注册了2个 Observer 第1个监听kCFRunLoopEntry事件，会调⽤objc_autoreleasePoolPush()； 第2个监听kCFRunLoopBeforeWaiting事件，会调⽤objc_autoreleasePoolPop()、objc_autoreleasePoolPush()，同时也监听了kCFRunLoopBeforeExit事件，会调⽤objc_autoreleasePoolPop()。

由此可见，方法中的局部变量并不一定会立即释放，这要看 ARC 环境下编译器如何处理，如果添加的是 release，那么方法结束立即释放，如果添加的是 autorelease，那么会在当次 Runloop 结束的时候释放。