【iOS】-- 内存五大分区

内存五大分区

内存五大分区：
栈区（系统管理的地方），堆区（程序员管理的地方），常量区，全局区（静态区），代码区。

1.栈区

栈区(stack)： 是一段连续的内存区域，从高地址向低地址存储，遵循先进后出（FILO）原则。 一般在运行时进行分配，内存空间由系统管理，变量过了作用域范围后内存便会自动释放。参数、函数、局部变量都放在栈区。参数入栈是从前往后入栈；而结构体入栈是从后往前入栈。

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。

下面来看一个例子：

NSObject *obj = [NSObject new];

obj是一个指针变量，不是一个对象，存储在栈区，真正的创建对象，new做的事情有四步：

1. 在堆内存中申请一块合适大小的空间。
2. 在申请的这块空间中根据类的模板创建对象。
3. 初始化对象的属性,为对象的属性赋默认值：
   • 如果属性的类型是基本数据类型,就赋值为0。
   • C指针类型NULL。
   • OC指针类型 nil。
4. 返回这个对象在堆空间的地址。
   将这个地址返回赋值给obj指针，该指针指向了堆空间中的NSObject对象。

2.堆区

堆区(heap)： 由程序员分配和释放，如果程序员不释放，程序结束时，可能会由操作系统回收 ，比如变量通过new、alloc、malloc、realloc分配的内存块就存放在堆区。

堆向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。 程序员负责在何时释放内存，在ARC程序中，计数器为0的时候，在当次的runloop结束后，释放掉内存。堆中的所有东西都是匿名的，这样不能按名字访问，而只能通过指针访问。
对于堆来讲,频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续性，从而造成大量的碎片 ,使程序效率降低。

优点：

• 灵活方便，数据适应面广泛，但是效率有一定降低。
• 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。

3.全局区

全局区(静态区) (static)： 全局变量和静态变量的存储是放在一起的，初始化的全局变量和静态变量存放在一块区域，未初始化的全局变量和静态变量在相邻的另一块区域，程序结束后由系统释放。

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)。

//举例
	int a; //未初始化的 .bss
    int a = 10; //初始化的 .data

4.常量区

文字常量区： 存放常量字符串，程序结束后由系统释放
该区是编译时分配的内存空间，在程序运行过程中，此内存中的数据一直存在，程序结束后由系统释放。
存放常量：整型、字符型、浮点、字符串等。

5.代码区

程序代码区： 用来存放函数的二进制代码。
代码段需要防止在运行时被非法修改，所以只允许读取操作，而不允许写入操作。

验证

运行下面一段代码，看看变量在内存中是如何分配

- (void)test{
    
    NSInteger i = 123;
    NSLog(@"i的内存地址：%p", &i);
    
    NSString *string = @"CJL";
    NSLog(@"string的内存地址：%p", string);
    NSLog(@"&string的内存地址：%p", &string);
    
    NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
    NSLog(@"obj的内存地址：%p", obj);
    NSLog(@"&obj的内存地址：%p", &obj);  
}

运行结果如下：

• 对于局部变量i，从地址可以看出是0x7开头，所以i存放在栈区
• 对于字符串对象string，分别打印了string的对象地址 和 string对象的指针地址
  • string的对象地址是以0x1开头，说明是存放在常量区
  • string对象的指针地址是以0x7开头，说明是存放在栈区
• 对于alloc创建的对象obj，分别打印了obj的对象地址 和 obj对象的指针地址（可以参考前文的汇总图）
  • obj的对象地址是以0x6开头，说明是存放在堆区
  • obj对象的指针地址是以0x7开头，说明是存放在栈区。

static、extern、const关键字比较

1.static关键字

static关键字的作用：

1. 可以修饰局部变量，将局部变量存储到静态存储区。
2. 可以修饰全局变量，限定全局变量只能在当前源文件中访问。
3. 可以修饰函数，限定函数只能在当前源文件中调用。

全局静态变量

优点：无论是类方法还是实例方法都可以访问和修改全局静态变量，外部方法无法调用，供所用对象调用。
缺点：存在生命周期长，直到程序结束。

局部静态变量

优点：定义后只保存一份值，每次调用的时候，没有重新创建，节省空间，只能在该局部代码中使用。
缺点：存在生命周期长，直到程序结束，只能在该局部代码中使用。

2.extern关键字

全局变量分为两种：

对内的全局变量

优点：无论是类方法还是实例方法都可以访问和修改全局静态变量，外部方法无法调用，总所有对象使用
缺点：存在生命周期长，直到程序结束。

对外的全局变量

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。

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关键字

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。