iOS開(kāi)發(fā)中的內(nèi)存分配與分區(qū)

關(guān)于RAMROM

RAM與ROM就是具體的存儲(chǔ)空間，統(tǒng)稱為存儲(chǔ)器。

RAM(random access memory)：運(yùn)行內(nèi)存，CPU可以直接訪問(wèn)，讀寫速度非?？欤遣荒艿綦姶鎯?chǔ)。它又分為：

動(dòng)態(tài)DRAM，速度慢一點(diǎn)，需要定期的刷新(充電)，我們常說(shuō)的內(nèi)存條就是指它，價(jià)格會(huì)稍低一點(diǎn)，手機(jī)中的運(yùn)行內(nèi)存也是指它。

靜態(tài)SRAM，速度快，我們常說(shuō)的一級(jí)緩存，二級(jí)緩存就是指它，當(dāng)然價(jià)格高一點(diǎn)。

ROM(read only memory)：存儲(chǔ)性內(nèi)存，可以掉電存儲(chǔ)，例如SD卡、Flash(機(jī)械磁盤也可以簡(jiǎn)單的理解為ROM)。用的多的：NandFlash，還有NorFlash，現(xiàn)在用的已經(jīng)比較少了(兩者主要區(qū)別是前者空間大，便宜，后者可以直接運(yùn)行程序，讀取速度快)。

由于RAM類型不具備掉電存儲(chǔ)能力(即一停止供電數(shù)據(jù)全沒(méi)了，從新上電后全是亂碼，所以需要初始化)，所以app程序一般存放于ROM中。RAM的訪問(wèn)速度要遠(yuǎn)高于ROM，價(jià)格也要高。

RAM與ROM協(xié)同工作

由于RAM不能掉電存儲(chǔ)，所以我們的APP程序，刷機(jī)包，下載的文件等等，都是在ROM里面存儲(chǔ)的。

手機(jī)里面使用的ROM基本都是NandFlash，CPU是不能直接訪問(wèn)的，而是需要文件系統(tǒng)/驅(qū)動(dòng)程序(嵌入式中的EMC)將其讀到RAM里面，CPU才可以訪問(wèn)。另外，RAM的速度也比NandFlash快。

內(nèi)存分區(qū)：可以分為5個(gè)區(qū)

說(shuō)到內(nèi)存分區(qū)，內(nèi)存即指的是RAM。

棧區(qū)(stack)： 這個(gè)一般由編譯器操作，或者說(shuō)是系統(tǒng)管理，會(huì)存一些局部變量，函數(shù)跳轉(zhuǎn)跳轉(zhuǎn)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)(寄存器值保存于恢復(fù))，這些系統(tǒng)都會(huì)幫我們自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，無(wú)需我們干預(yù)。 所以大量的局部變量，深遞歸，函數(shù)循環(huán)調(diào)用都可能耗盡棧內(nèi)存而造成程序崩潰 。

堆區(qū)(heap)： 一般由程序員管理，比如alloc申請(qǐng)內(nèi)存，free釋放內(nèi)存。我們創(chuàng)建的對(duì)象也都放在這里。

全局區(qū)(靜態(tài)區(qū) static)：全局變量和靜態(tài)變量的存儲(chǔ)是放在一塊的，初始化的全局變量和靜態(tài)變量在一塊區(qū)域， 未初始化的全局變量和未初始化的靜態(tài)變量在相鄰的另一塊區(qū)域。程序結(jié)束后有系統(tǒng)釋放。注意：在嵌入式系統(tǒng)中全局區(qū)又可分為未初始化全局區(qū)：.bss段和初始化全局區(qū)：data段。舉例：int a;未初始化的。int a = 10;已初始化的。

常量區(qū)：常量字符串就是放在這里的，還有const常量。

代碼區(qū)：存放代碼，app程序會(huì)拷貝到這里，程序不是在ROM里面存儲(chǔ)嗎?看下面的舉例

圖中各個(gè)區(qū)并不連續(xù)

memZonepic01.png

程序運(yùn)行舉例(CPU RAM ROM之間協(xié)同)

首先了解下：虛擬內(nèi)存與物理內(nèi)存。

手機(jī)上的所有程序都是依托操作系統(tǒng)，運(yùn)行在虛擬內(nèi)存上的，每一個(gè)APP都會(huì)以為自己擁有所有的虛擬內(nèi)存。比如一個(gè)手機(jī)，它是32位操作系統(tǒng)(一般也是32位總線)，真實(shí)的物理內(nèi)存為2G，那么他的尋址空間為4G(2的32次方)，對(duì)于APP來(lái)說(shuō)，它覺(jué)得自己擁有4G的內(nèi)存，雖然這是不可能的(或者說(shuō)同一時(shí)間是不可能的)，但是，操作系統(tǒng)只要保證APP當(dāng)時(shí)用到的地址空間有真實(shí)的物理地址對(duì)應(yīng)就可以，APP也不需要知道那對(duì)應(yīng)的2G真實(shí)物理內(nèi)存具體在哪里。不要求4G的虛擬內(nèi)存同一時(shí)間都有真實(shí)的物理內(nèi)存相對(duì)應(yīng)，當(dāng)然那也是不可能的，因?yàn)橹挥?G物理內(nèi)存。

在下面的舉例中，只考慮虛擬內(nèi)存

當(dāng)我們點(diǎn)擊手機(jī)屏幕APP的Icon啟動(dòng)一個(gè)APP(例如微信)時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)為微信開(kāi)辟4G的虛擬內(nèi)存空間(開(kāi)辟真實(shí)的物理內(nèi)存，對(duì)應(yīng)一部分到4G的虛擬內(nèi)存)，操作系統(tǒng)會(huì)把存儲(chǔ)在ROM里面微信的部分代碼(受空間所限，不可能全部拷貝)，拷貝到上一步開(kāi)辟的4G內(nèi)存空間的代碼區(qū)，如上圖，然后CPU就可以訪問(wèn)RAM來(lái)運(yùn)行微信的程序了 。

假設(shè)通過(guò)微信我們下載了一個(gè)100M的視頻，那么會(huì)從服務(wù)器一點(diǎn)一點(diǎn)的下載到RAM，然后再?gòu)腞AM寫到ROM存儲(chǔ)。這樣才能保證，我們關(guān)掉微信并再次打開(kāi)時(shí)視頻還在。假設(shè)隔一段時(shí)間，我們要看視頻，程序會(huì)將它從ROM讀到RAM然后解碼播放。

memZonepic002.png

編程注意

當(dāng)一個(gè)app啟動(dòng)后，代碼區(qū)，常量區(qū)，全局區(qū)地址已固定，因此指向這些區(qū)的指針不會(huì)為空而產(chǎn)生崩潰性的錯(cuò)誤。而堆區(qū)和棧區(qū)是時(shí)時(shí)刻刻變化的(堆的創(chuàng)建銷毀，棧的彈入彈出)，所以當(dāng)使用一個(gè)指針指向這兩個(gè)區(qū)里面的內(nèi)存時(shí)，一定要注意內(nèi)存是否已經(jīng)被釋放，否則會(huì)產(chǎn)生程序崩潰(編程中很常見(jiàn))。