【iOS】内存五大分区

#栈区

定义

• 栈是一种数据结构，其对应的进程或线程是唯一的
• 栈是一种向低地址拓展的数据结构
• 栈是一块连续的内存， 遵循先进后出原则
• 栈的实际虚拟地址受 ASLR 和运行时布局影响，不能用固定的 0x7 地址前缀概括。
• 栈区一般在运行时分配

存储

栈区是由编译器自动分配并释放的，主要用来存储

• 局部变量
• 函数的参数，例如函数的隐藏参数（id self，SEL _cmd）

优缺点

• 优点：因为栈是由编译器自动分配并释放的，不会产生内存碎片，所以快速高效

• 缺点：栈的内存大小有限制，数据不灵活

• iOS 主线程栈大小是 1MB

• 其他线程是 512KB

• MAC 只有 8M

#堆区（Heap）

定义

• 堆是向高地址扩展的数据结构
• 堆内存由分配器管理，不是按 FIFO 组织的链表；堆的具体虚拟地址由运行时布局决定，不能固定说以 0x6 开头。
• 堆区的分配一般是在运行时分配

存储

• 堆区是由程序员动态分配和释放的，如果程序员不释放，程序结束后，可能由操作系统回收，主要用于存放
• OC 中使用alloc或者 使用new开辟空间创建对象
• C 语言中使用malloc、calloc、realloc分配的空间，需要free释放

优缺点

• 优点：灵活方便，数据适应面广泛
• 缺点：需手动管理，速度慢、容易产生内存碎片

当需要访问堆中内存时，一般需要先通过对象读取到栈区的指针地址，然后通过指针地址访问堆区

#全局区（静态区，即.bss & .data）

全局变量和静态变量位于可执行映像的数据区域；其运行时虚拟地址受 ASLR 影响，不能固定概括为 0x1 开头。程序运行期间存续，进程结束后由系统回收，主要存放

• 未初始化的全局变量和静态变量，即 BSS 区（.bss）
• 已初始化的全局变量和静态变量，即数据区（.data）

其中，全局变量是指变量值可以在运行时被动态修改，而静态变量是 static 修饰的变量，包含静态局部变量和静态全局变量

#常量区（即.rodata）

常量区是 编译时分配的内存空间，在程序结束后由系统释放，主要存放

• 字符串字面量通常位于 Mach-O 的只读映射区域；其虚拟地址随映像装载布局变化，不是固定在 “常量区” 的某个地址。

#代码区（即.text）

代码区是 编译时分配主要用于存放程序运行时的代码, 代码会被编译成二进制存进内存的

#函数栈

• 函数栈又称为栈区，在内存中从高地址往低地址分配，与堆区相对，具体图示请查看文章最开始的图示
• 栈帧是指函数（运行中且未完成）占用的一块独立的连续内存区域
• 应用中新创建的每个线程都有自己的栈空间。线程内的函数调用会建立栈帧并使用该线程的栈；不同线程不会共享同一个栈。
• 函数调用是发生在栈上的，每个函数的相关信息（例如局部变量、调用记录等）都存储在一个栈帧中，每执行一次函数调用，就会生成一个与其相关的栈帧，然后将其栈帧压入函数栈，而当函数执行结束，则将此函数对应的栈帧出栈并释放掉

如下图所示，是经典图 - ARM 的栈帧布局方式

• 其中main stack frame为调用函数的栈帧

• func1 stack frame为当前函数(被调用者)的栈帧

• 栈底在高地址，栈向下增长。

• FP 就是栈基址，它指向函数的栈帧起始地址

• SP则是函数的栈指针，它指向栈顶的位置。

• ARM 栈帧的具体布局由 ABI、编译器和优化决定，不能概括为固定的压栈顺序；返回地址、寄存器保存和参数可能位于不同位置，也可能经优化后不落在栈上。

• FP 与 SP 可用于描述栈帧和当前栈顶，但寄存器保存位置与栈帧布局取决于调用约定及编译优化，不能据此推断固定的 SP + FP 与 PC + LR 排列。