一,RAM和ROM的介绍
RAM与ROM就是具体的存储空间,统称为存储器。
RAM(random access memory):运行内存,CPU
可以直接访问,读写速度非常快,但是不能掉电存储。它又分为:
- 动态
DRAM
,速度慢一点,需要定期的刷新(充电),我们常说的内存条就是指它,价格会稍低一点,手机中的运行内存也是指它。 - 静态
SRAM
,速度快,我们常说的一级缓存,二级缓存就是指它,当然价格高一点。
ROM(read only memory)
:存储性内存,可以掉电存储,例如SD卡
、Flash
(机械磁盘也可以简单的理解为ROM
)。用的多的:NandFlash
,还有NorFlash
,现在用的已经比较少了(两者主要区别是前者空间大,便宜,后者可以直接运行程序,读取速度快)。
由于RAM
类型不具备掉电存储能力(即一停止供电数据全没了,从新上电后全是乱码,所以需要初始化),所以app程序
一般存放于ROM
中。RAM的访问速度要远高于ROM
,价格也要高。
RAM与ROM协同工作
由于RAM
不能掉电存储,所以我们的APP
程序,刷机包,下载的文件等等,都是在ROM
里面存储的。
手机里面使用的ROM
基本都是NandFlash
,CPU
是不能直接访问的,而是需要文件系统/驱动程序(嵌入式中的EMC
)将其读到RAM里面,CPU
才可以访问。另外,RAM
的速度也比NandFlash
快。
二,内存划分区域
Objective-C从名字来看就可以知道这是一门超C语言,所以了解C语言的内存模型对于理解Objective-C的内存管理、性能优化有很大的帮助。C语言内存结构如下:
而Objcective-C 的结构如下:
以上就是相关的iOS内存划分的五个区域,接下来让我们具体分析一下每个区域所起到的作用是什么?分别在iOS开发过程担任了什么作用。
2.1 栈区
传入函数的参数值、函数体内声明的局部变量等,由编译器自动分配释放,通常在函数执行结束后就释放了。(注意:不包括static修饰的变量,static意味该变量存放在全局/静态区)其操作方式类似数据结构中的栈,先进后出。
栈内存分配运算内置于处理器的指令集,效率很高,但是分配的内存容量有限,比如iOS中栈区的大小是2M(看网上说,也有人说1M,我也不知道具体大小,但栈区的内存肯定不会太大)。
- 存放的局部变量、先进后出、一旦出了作用域就会被销毁;函数跳转地址,现场保护等;
- 程序猿不需要管理栈区变量的内存
- 栈区地址从高到低分配;
2.2堆区
堆区的内存是由代码分配和释放,用于存放进程运行中被动态分配的内存段,堆区的大小并不固定,可动态扩张或缩减。
- 变量通过new、alloc、malloc、realloc分配的内存块就存放在堆区。
- 堆区的内存都是动态分配的。
- 当进程调用alloc等函数分配内存时,新分配的内存就被动态添加到堆上(堆被扩张)。
- 当利用realse释放内存时,被释放的内存从堆中被剔除(堆被缩减)。
- 如果应用程序没有释放掉,操作系统会自动回收,分配方式类似于链表。
- 因为现在iOS基本都使用ARC来管理对象,所以也不需要手动释放。
- 一般速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便。
2.3 全局/静态区域
全局/静态区是存放全局变量和静态变量的。
已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。
由static修饰的变量会成为静态变量,该变量的内存由全局/静态区在编译阶段完成分配,且仅分配一次。
static可以修饰局部变量也可以修饰全局变量。
全局/静态区的内存在编译阶段完成分配,程序运行时会一直存在内存中,只有当程序结束后才会由操作系统释放。
2.4 常量区
常量区是一块比较特殊的存储区,常量区里面存放的是常量,常量字符串就存放在常量区。
常量区的内存在编译阶段完成分配,程序运行时会一直存在内存中,只有当程序结束后才会由操作系统释放。
2.5 代码区
代码区是用来存放可执行文件的操作指令(存放函数的二进制代码),其实就是存放程序的所有代码。代码区需要防止在运行时被非法修改,所以只准许读取操作,而不允许写入(修改)操作——它是不可写的。
通常代码段是可共享的,这使得需要频繁被执行的程序只需要在内存中拥有一份拷贝即可。代码段也通常是只读的,这样可以防止其他程序意外地修改其指令。另外,代码段还规划了局部数据所申请的内存空间信息。 代码段(code segment/text segment)通常是指用来存放程序执行代码的一块内存区域。这部分区域的大小在程序运行前就已经确定,并且内存区域通常属于只读, 某些架构也允许代码段为可写,即允许修改程序。在代码段中,也有可能包含一些只读的常数变量,例如字符串常量等。
三,总结
在编译阶段代码区、常量区、全局/静态区就已经分配完成并且大小固定,所以指向这些区的指针不会产生崩溃性的错误。
而栈区和堆区内存分配随着程序运行而变化(堆的创建销毁,栈的弹入弹出)。
在iOS中,堆区的内存是应用程序共享的,堆区的内存分配是系统负责的。