iOS-底层（15）：iOS内存的五大区
在iOS中，内存主要分为 栈区、堆区、全局区、常量区、代码区 五大区域。如下图所示
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下面分别介绍这五大区
栈区（Stack）
定义
-
栈是
系统数据结构，其对应的进程或者线程是唯一的 -
栈是
向低地址扩展的数据结构 -
栈是一块
连续的内存区域，遵循先进后出（FILO）原则 -
栈的
地址空间在iOS中是以0X7开头 -
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
-
以上内存大小的说明，在Threading Programming Guide中有相关说明
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堆区（Heap）
定义
-
堆是
向高地址扩展的数据结构 -
堆是
不连续的内存区域，类似于链表结构（便于增删，不便于查询），遵循先进先出（FIFO）原则 -
堆的
地址空间在iOS中是以0x6开头，其空间的分配总是动态的 -
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
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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
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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）
全局区是编译时分配的内存空间，在iOS中一般以0x1开头，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，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
- 已经使用了的，且没有指向的
字符串常量
字符串常量因为可能在程序中被多次使用，所以`在程序运行之前就会提前分配内存
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
内存五大区验证
运行下面一段代码，看看变量在内存中是如何分配的
- (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
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-
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
-
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
每个线程都有专用的栈空间，栈可以在线程期间自由使用。而线程中有千千万万的函数调用，这些函数共享进程的这个栈空间。每个函数所使用的栈空间是一个栈帧，所有的栈帧就组成了这个线程完整的栈 -
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
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-
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压栈的顺序很是规矩(也比较容易被黑客攻破么)，依次为当前函数指针PC、返回指针LR、栈指针SP、栈基址FP、传入参数个数及指针、本地变量和临时变量。如果函数准备调用另一个函数，跳转之前临时变量区先要保存另一个函数的参数。 -
ARM也可以
用栈基址和栈指针明确标示栈帧的位置，栈指针SP一直移动，ARM的特点是，两个栈空间内的地址（SP+FP）前面，必然有两个代码地址（PC+LR）明确标示着调用函数位置内的某个地址。
堆栈溢出
一般情况下应用程序是不需要考虑堆和栈的大小的，但是事实上堆和栈都不是无上限的，过多的递归会导致栈溢出，过多的alloc变量会导致堆溢出。
所以预防堆栈溢出的方法：
（1）避免层次过深的递归调用；
（2）不要使用过多的局部变量，控制局部变量的大小；
（3）避免分配占用空间太大的对象，并及时释放;
（4）实在不行，适当的情景下调用系统API修改线程的堆栈大小；
栈帧示例
描述下面代码的栈帧变化
栈帧程序示例
int Add(int x,int y) {
int z = 0;
z = x + y;
return z;
}
int main() {
int a = 10;
int b = 20;
int ret = Add(a, b);
}
程序执行时栈区中栈帧的变化如下图所示
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