iOS 内存

五大内存区域

栈区，堆区，全局区，常量区，代码区，五大内存区域之外还有 自由存储区也称之五大区域之外区、

• 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。

  @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];
  }
  

• 堆区
  就是那些由 new alloc 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是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。

  //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];
  

• 全局/静态存储区
  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。

• 常量存储区
  这是一块比较特殊的存储区，他们里面存放的是常量，不允许修改。一般值都是放在这个地方的

• 代码区
  存放函数的二进制代码

• 自由存储区
  就是那些由 malloc 等分配的内存块，他和堆是十分相似的，不过它是用 free 来结束自己的生命的。

• 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，因为存在的声明周期长，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，当然就目前的手机处理器性能，几十几百个估计也影响不大吧。
  

• 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
  

• 对内的extern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
      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。
  

• 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
      看个人习惯吧，使用宏或者常量只是编译加载方式不一样而已
  

属性标识符

• @synthesize
  在对象属性使用@synthesize声明的时候编译器会自动为该属性按照固有规则生成相应的getter setter方法。如果有手动生成getter setter方法也不会报错。

• @dynamic
  相反与@synthesize，使用@dynamic声明时相当于告诉编译器getter setter方法由用户自己生成。如果声明为@dynamic而没有手动生成getter setter方法编译的时候不报错，但是在运行时如果使用.语法去调用该属性时会崩溃。之所以在运行时才会发生崩溃是因为OC具有动态绑定特性。只有在运行时才会去确认具体的调用方法。

• @property
  相对于@dynamic 和 @synthesize ，@property声明的作用区域在@interface内部。 它会告诉编译器自动生成getter setter方法。也允许用户手动生成getter setter中的一个方法，用@property声明的属性不能手动同时写getter setter方法，否则编译器会报错。@property更好的声明属性变量。因为访问方法的命名约定，可以很清晰的看出getter和setter的用处，会传递一些额外信息，后面会跟相应的各种信息例如:@property (nonatomic, strong，onlyread) NSString *name;大多数时候都用的@property声明

• nonatomic
  非原子性，在调用用nonatomic声明的对象属性时是非线程安全性的。最为直观的就是NSMutableArray的使用。当同时在子线程去增删数组元素，在主线程中去遍历数组元素就会出现数组越界或者数组没有遍历完。因为采用的nonatomic，不同操作可以同时执行，而不需要等前面的操作完成后在进行下一步操作。所以称之为非线程安全。非原子性的执行效率更高不会阻塞线程

• atomic
  原子性，相反与非原子性，atomic是具有线程安全性的。他会在getset方法中加入线程操作。每当对用atomic声明的对象属性操作时，会根据操作加入线程的顺序一步一步完成操作，而不是非原子性的同时操作。执行效率较低一般来说很少用atomic。

• retain

• strong
  强引用,它是ARC特有。在MRC时代没有，相当于retain。由于MRC时代是靠引用计数器来管理对象什么时候被销毁所以用retain，而ARC时代管理对象的销毁是有系统自动判断，判断的依据就是该对象是否有强引用对象。如果对象没有被任何地方强引用就会被销毁。所以在ARC时代基本都用的strong来声明代替了retain。只能用于声明OC对象(ARC特有)

• assgin
  简单的赋值操作，不会更改引用计数，用于基本的数据类型声明。

• weak
  弱引用，表示该属性是一种“非拥有关系”。为这种属性设置新值时既不会保留新值也不会释放旧值，类似于assgin。 然而在对象被摧毁时，属性也会被清空（nil out）。这样可以有效的防止崩溃(因为OC中给没有对象地址的指针发送消息不会崩溃，而给有内存地址但地址中是空对象的指针发消息会崩溃，野指针)，该声明必须作用于OC对象。对于 weak 对象会放入一个 hash 表中。 用 weak 指向的对象内存地址作为 key，当此对象的引用计数为0的时候会 dealloc，假如 weak 指向的对象内存地址是a，那么就会以a为键， 在这个 weak 表中搜索，找到所有以a为键的 weak 对象，从而设置为 nil。(ARC特有),strong 和 weak的指针，根本区别在于，strong执行了retain操作，而weak没有。

• copy
  不同于其他声明，copy会根据声明的属性是否是可变类型而进行不同操作。如果对象是一个不可变对象，例如NSArray NSString 等，那么copy等同于retain、strong。如果对象是一个可变对象，例如:NSMutableArray,NSMutableString等，它会在内存中重新开辟了一个新的内存空间,用来 存储新的对象,和原来的对象是两个不同的地址,引用计数分别为1. 这就是所谓的深拷贝浅拷贝，浅拷贝只是copy了对象的内存地址，而深拷贝是重新在内存中开辟新空间，新空间对象值与拷贝对象的值一样。但是是完全不同的2个内存地址。 例如copy修饰的类型为 NSString不可变对象时，copy可以保护其封装性，当赋值对象是一个 NSMutableString 类时(NSMutableString是 NSString 的子类，表示一种可修改其值的字符串），此时若是不用copy修饰拷贝字符串，那么赋值该对象之后，赋值对象字符串的值就可能会在其他地方被修改，修改后赋值后对象也会改变，造成值不对。所以，这时就要拷贝一份“不可变” (immutable)的字符串，确保对象中的字符串值不会无意间变动。只要实现属性所用的对象是“可变的” (mutable)，就应该在设置新属性值时拷贝一份。

• unsafe_unretained
  和weak 差不多，唯一的区别便是，对象即使被销毁，指针也不会自动置空， 对象被销毁后指针指向的是一个无用的内存地址(野地址)。如果对象销毁后后还使用此指针，程序会抛出 BAD_ACCESS 的异常。 所以一般不使用unsafe_unretained。目前我还未在实际项目中使用过该声明。(ARC特有)

• readOnly
  表示属性仅能读不能设置其值。告诉编译器只生成getter方法不生成setter方法。

• readWrite
  示属性可读可写。编译器会自动生成getter setter方法

• __weak
  主要用于解决循环引用，用__weak修饰的变量 当对象释放后，指针自动设置为nil，当后面继续使用该指针变量的时候不会造成crash，更不会造成强引用使该释放的对象无法释放，造成内存泄露。

  __weak typeof(self) weakSelf = self;
  

• __strong
  相反与__weak,主要用于当使用某个对象时，希望它没有提前被释放。强引用该对象使其无法释放。例如在block内部，希望block调用时该对象不会被提前释放造成错误。可以使用强引用。

  TestAlertView *alertView = [TestAlertView new];
  alertView = ^()
  {
      //当block内部需要使用本身这个局部对象时，需要用强引用方式，让alertView在传递完block后不会被释放依然可以执行setTitle操作
      __strong typeof(alertView) strongAlertView = alertView;
      [strongAlertView setTitle:@"1234"];
    
  }
  [alertView show];
  

MRC与ARC区别

• MRC手动内存管理
  在MRC时代，系统判定一个对象是否销毁是根据这个对象的引用计数器来判断的。在MRC模式下必须遵循谁创建，谁释放，谁引用，谁管理

  1.每个对象被创建时引用计数都为1
  2.每当对象被其他指针引用时，需要手动使用[obj retain];让该对象引用计数+1。
  3.当指针变量不在使用这个对象的时候，需要手动释放release这个对象。 让其的引用计数-1.
  4.当一个对象的引用计数为0的时候，系统就会销毁这个对象。
  
  NSMutableArray *array = [NSMutableArray array];//[NSMutableArray array]创建后引用计数器为1
  NSLog(@"array的对象地址:%p,array的retainCount:%zd",array,[array retainCount]);
  [array release];//调用release后[NSMutableArray array]创建的对象引用计数-1.
  
   //当程序执行到[array addObject:@"1234"];这里是就会崩溃。因为此时array指针指向的内存地址中没有任何对象，该指针是一个野指针。
   //因为release后[NSMutableArray array]创建的对象引用计数变为了0.系统就会销毁这个内存地址的对象。
  [array addObject:@"1234"];
  NSLog(@"array的对象地址:%p,array的retainCount:%zd",array,[array retainCount]);
  NSLog(@"%@",array);
  
  // 注意：
  在MRC下使用ARC
    在Build Phases的Compile Sources中选择需要使用MRC方式的.m文件，然后双击该文件在弹出的会话框中输入 -fobjc-arc
  

• ARC自动内存管理

  1.WWDC2011和iOS5所引入自动管理机制——自动引用计数（ARC），它不是垃圾回收机制而是编译器的一种特性。ARC管理机制与MRC手动机制差不多，只是不再需要手动调用retain、release、autorelease；当你使用ARC时，编译器会在在适当位置插入release和autorelease；ARC时代引入了strong强引用来带代替retain，引入了weak弱引用。
  2.ARC工程中如果要使用MRC的需要在工程的Build Phases的Compile Sources中选择需要使用MRC方式的.m文件，然后双击该文件在弹出的会话框中输入 -fno-objc-arc
  

• autoreleasepool自动释放池

  1.自动释放池始于MRC时代，主要是用于 自动 对 释放池内 对象 进行引用计数-1的操作，即自动执行release方法。
  2.在MRC中使用autoreleasepool必须在代码块内部手动为对象调用autorelease把对象加入到的自动释放池，系统会自动在代码块结束后，对加入自动释放池中的对象发送一个release消息。无需手动调用release
  3.在ARC中对@autoreleasepool的使用相比MRC不太多。主要用于一些大内存消耗对象的重复创建时，保证内存处于比较优越的状态。常用于创建对象较多的for循环中。在ARC下不要手动的为@autoreleasepool代码块内部对象添加autorelease，ARC下自动的把@autoreleasepool代码块中创建的对象加入了自动释放池中。
  

• autorelease对象释放的时机

  1.系统自行创建的@autoreleasepool释放时机
      线程与Runloop是一对一关系，主线程中会自动创建Runloop，而子线程需要自行调用Runloop来让子线程自动创建Runloop。
  2.自己创建的@autoreleasepool
  
  @autoreleasepool
  {//这个{开始创建的自动释放池，这里开始内部的对象自动加入autorelease
  
  
  }//这个}开始，不必再对 对象加入autorelease，自动释放池被销毁。
  

NSString内存

//该代码是在MRC环境下测试用  

NSString *str1 = @"123456789";//用@""方法创建一个  固定长度为9的字符串
NSString *str2 = @"1234567890";//用@""方法创建一个  固定长度为10的字符串


NSString *str3 = [NSString stringWithFormat:@"234567890"];//用stringWithFormat方法创建一个  固定长度为9的字符串
NSString *str4 = [NSString stringWithFormat:@"2345678901"];//用stringWithFormat方法创建一个  固定长度为10的字符串

NSString *str5 = [[NSString alloc] initWithString:@"345678901"];//用initWithString方法创建一个  固定长度为9的字符串
NSString *str6 = [[NSString alloc] initWithString:@"3456789012"];//用initWithString方法创建一个  固定长度为9的字符串

NSString *str7 = [[NSString alloc] initWithFormat:@"456789012"];//用initWithFormat方法创建一个  固定长度为9的字符串
NSString *str8 = [[NSString alloc] initWithFormat:@"4567890123"];//用initWithFormat方法创建一个  固定长度为9的字符串

NSString *str9 = [NSString stringWithFormat:@"1234567890"];//用stringWithFormat方法创建一个  固定长度为10的字符串并与str2字符串一样的字符串
NSString *str10 = [[NSString alloc] initWithString:@"1234567890"];//用initWithString方法创建一个  固定长度为10的字符串并与str2字符串一样的字符串

NSLog(@"str1 用@"" 的retainCount为:%ld \n  对象内地地址:%p",[str1 retainCount],str1);
NSLog(@"str2 用@"" 的retainCount为:%ld \n  对象内地地址:%p",[str2 retainCount],str2);
NSLog(@"-----------------------------------------------------------------");
NSLog(@"str3 用stringWithFormat 的retainCount为:%ld \n  对象内地地址:%p",[str3 retainCount],str3);
NSLog(@"str4 用stringWithFormat 的retainCount为:%ld \n  对象内地地址:%p",[str4 retainCount],str4);
NSLog(@"-----------------------------------------------------------------");
NSLog(@"str5 用initWithString 的retainCount为:%ld \n  对象内地地址:%p",[str5 retainCount],str5);
NSLog(@"str6 用initWithString 的retainCount为:%ld \n  对象内地地址:%p",[str6 retainCount],str6);
NSLog(@"-----------------------------------------------------------------");
NSLog(@"str7 用initWithFormat 的retainCount为:%ld \n  对象内地地址:%p",[str7 retainCount],str7);
NSLog(@"str8 用initWithFormat 的retainCount为:%ld \n  对象内地地址:%p",[str8 retainCount],str8);
NSLog(@"-----------------------------------------------------------------");
NSLog(@"使用lu看一下 str1 的retainCount为:%lu \n  对象内地地址:%p",[str1 retainCount],str1);
NSLog(@"使用lu看一下 str4 的retainCount为:%lu \n  对象内地地址:%p",[str4 retainCount],str4);
NSLog(@"-----------------------------------------------------------------");
NSLog(@"str9  字符串与str2一样 的retainCount为:%lu \n  对象内地地址:%p",[str9 retainCount],str9);
NSLog(@"str10  字符串与str2一样 的retainCount为:%lu \n  对象内地地址:%p",[str10 retainCount],str10);

为什么用 @"", stringWithFormat, initWithString, initWithFormat四种方式创建的对象所存在内存区域不同。正常情况下，字符串内容一样，应该取的是同一个内存地址。就像str2与str10一样。