iOS底层-内存分区与布局内存管理是开发过程中不可忽视的部分，出现的很多问题都和内存有关。我们都知道内存的五大区，那么它

前言

内存管理是开发过程中不可忽视的部分，出现的很多问题都和内存有关。我们都知道内存的五大区，那么它是怎样布局的，接下来本将对它进行讲解。

内存分区与布局

以4G手机为例的内存五大区与布局如图所示：

截屏2021-10-20 17.18.46.png

栈区(Stack)

栈区是一块连续的内存空间，它的结构是从高地址往低地址拉伸，遵循先进后出(FILO)原则
栈区存储的是局部变量，函数，方法，参数，指针
栈区的地址空间一般是以0x7开头
栈区由编译器自动分配内存和释放

举例：

- (void)testStack{
    // 栈区
    int a = 10;
    int b = 20;
    NSObject *object = [NSObject new];
    NSLog(@"a == %p",&a);
    NSLog(@"b == %p",&b);
    NSLog(@"object == %p",&object);
    NSLog(@"%lu",sizeof(&object));
    NSLog(@"%lu",sizeof(a));
}

打印结果如下：

截屏2021-10-20 22.42.43.png

可以观察出栈区内存连续，且内存是从高地址往低地址扩展，内存是0x7开头

堆区(Heap)

堆区是一块不连续的内存空间，它的结构是从低地址向高地址扩展
堆区存储的是对象，需要开辟空间的东西，栈区内存比较小，堆区比较大，所以在堆区开辟空间
堆区地址空间一般以0x6开头

举例：

- (void)testHeap{
    // 堆区
    NSObject *object1 = [NSObject new];
    NSObject *object2 = [NSObject new];
    NSObject *object3 = [NSObject new];
    NSObject *object4 = [NSObject new];
    NSObject *object5 = [NSObject new];
    NSObject *object6 = [NSObject new];
    NSObject *object7 = [NSObject new];
    NSObject *object8 = [NSObject new];
    NSObject *object9 = [NSObject new];
    NSLog(@"object1 = %@",object1);
    NSLog(@"object2 = %@",object2);
    NSLog(@"object3 = %@",object3);
    NSLog(@"object4 = %@",object4);
    NSLog(@"object5 = %@",object5);
    NSLog(@"object6 = %@",object6);
    NSLog(@"object7 = %@",object7);
    NSLog(@"object8 = %@",object8);
    NSLog(@"object9 = %@",object9);
}

结果如下：

截屏2021-10-20 22.56.27.png

从打印结果中可以看出来堆区的内存是不连续的，且是0x6开头

全局区(静态区)

全局区又分为.bss段和.data段，内存地址一般由0x1开头：
- Bss段: 未初始化的全局变量，静态变量，
- Data段: 已初始化的全局变量，静态变量

举例：

- (void)globalTest {
    // 全局区
    NSLog(@"************ bss ************");
    NSLog(@"bssA == \t%p",&bssA);
    NSLog(@"bssB == \t%p",&bssB);
    NSLog(@"bssStr == \t%p",&bssStr);
  
    NSLog(@"************ data ************");
    NSLog(@"dataA == \t%p",&dataA);
    NSLog(@"dataB == \t%p",&dataB);
    NSLog(@"dataStr == \t%p",&dataStr);
}

运行结果如下：

静态安全测试

经常有人说静态区也称作静态安全区，下面我们就来验证它为什么安全，创建一个WSPerson类，以及它的分类：

// WSPerson.h
static int ws_number = 100;

@interface WSPerson : NSObject
- (void)eat;
+ (void)sleep; 
@end

// WSPerson.m
- (void)eat {
    ws_number++;
    NSLog(@"%s __ %p __ %d", __func__, &ws_number, ws_number);
}
+ (void)sleep {
    ws_number++;
    NSLog(@"%s __ %p __ %d", __func__, &ws_number, ws_number);
}

// WSPerson+App.h
@interface WSPerson (App)
- (void)cate_test;
@end

// WSPerson+App.m
- (void)cate_test {
    ws_number++;
    NSLog(@"%s __ %p __ %d", __func__, &ws_number, ws_number);
}

在ViewController中的调用代码如下：

- (void)constTest {
    [[WSPerson alloc] eat];
    NSLog(@"%s __ %p __ %d", __func__, &ws_number, ws_number);
    ws_number = 10000;
    NSLog(@"%s __ %p __ %d", __func__, &ws_number, ws_number);
    [[WSPerson alloc] eat];
    NSLog(@"%s __ %p __ %d", __func__, &ws_number, ws_number);
    [WSPerson sleep];
    NSLog(@"%s __ %p __ %d", __func__, &ws_number, ws_number);
    [[WSPerson alloc] cate_test];
    NSLog(@"%s __ %p __ %d", __func__, &ws_number, ws_number);
}

打印出的结果比较有意思：

截屏2021-10-22 17.34.24.png

三个文件ws_number的内存地址不一样，具体是原因需要借助Clang查看三个文件的C++代码：

截屏2021-10-22 17.41.03.png

从源码中可以观察到每个文件都有个ws_number的全局变量，且初始值都一样。也就是说在多个文件使用同一个静态变量，系统会各自生成一个相同初始值且地址不同的静态变量，这样在各自文件内使用就不会互相干扰，数据比较安全。

常量区(.rodata)

常量区的内存在编译时就已经确定，主要存放已经使用过的，且没有指向的字符串常量(因为字符串常量可能在程序中多次被使用，所以在程序运行之前就会提前分配内存)。常量区的常量在程序结束后，由系统释放

代码区(.text)

存储程序代码，在编译时加载到内存中，代码会被编译成二进制的形式进行存储

其他

1. 我们可以从图中看出，栈底的内存为0c0000000，转成10进制后等于3GB，还有1G的内存分配给了内核区。
- 内核区：主要进行消息处理以及多线程的操作
1. 代码区的地址是从0x00400000开始，怎么不是从0x0开始? 因为0x0是nil，从nil开始分配会出现问题，所以在代码区之前就有了保留区
- 保留区：预留给系统处理nil等

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