内存管理Tips

Tip1. 内存分区情况

栈区（Stack）

由编译器自动分配释放，存放函数的参数，局部变量的值等。

栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存区域
堆区（Heap）

由程序员管理

是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域

堆区的内存是所有程序共享的，具体每个程序分配的内存大小是有系统负责
全局区

程序结束后由系统释放

存放全局变量和静态变量，已初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和静态变量在另一块儿区域。
常量区

常量存放的区域，如常量字符串

程序结束后由系统释放
代码区

存放函数体的二进制代码

程序结束后由系统释放

当App启动后，代码区，常量区，全局区的大小已经固定，因此指向这些区域的指针不会发生崩溃，而堆区和栈区是时刻变化的，堆区会进行创建与销毁，栈区入栈和出栈，所以指向堆区和栈区的内存地址是不确定的，可能为空，会造成野指针崩溃。

Tip2. 关键字

const: 常量，被修饰的变量无法更改

只有 const 修饰的后面不可变

例如：

NSString * const a = @"1";
a 不可变，不能对 a 再重新赋值

NSString const * b = @"2";
* b 不能被重新赋值

static: 静态变量，被修饰的变量只能被初始化一次
static 修饰的只能初始化一次

例如：
```
- (void)test {
  static int a = 1;
  a++;
  NSLog(@"%ld", a);
}
for (int i = 0; i < 5; i++) {
  [self test];
}
```
输出结果为2，3，4，5，6 在第二次执行test方法时，a 并没有重新被初始化为1

extern:全局变量，被修饰的变量为全局变量

步骤：.h 声明全局变量 -> .m 给全局变量赋值 -> 其他需要使用的地方声明。

1. .h文件
@interface test : NSObject

extern NSString *str;

@end

2. .m文件
@implementation test

NSString *str = @"222";

@end

3. 另一个文件使用时：
extern NSString * str;

NSLog(@"%@", str); // 222

Tip3.内存管理方式

Tagged Pointer：专门用来存储小对象，如NSDate、NSNumber。Tagged Pointer 指针的值不是地址，而是真正的值
NONPOINTER_ISA：指针中存放对象的相关信息，包含是否为NONPOINTER_ISA类型，是否含关联对象。是否包含c++内容或者使用ARC管理，指针地址，是否有弱引用的指针指向，是否正在被回收，是否引用散列表，引用计数。

// x86_64 架构
struct {
    uintptr_t nonpointer        : 1;  // 0:普通指针，1:优化过，使用位域存储更多信息
    uintptr_t has_assoc         : 1;  // 对象是否含有或曾经含有关联引用
    uintptr_t has_cxx_dtor      : 1;  // 表示是否有C++析构函数或OC的dealloc
    uintptr_t shiftcls          : 44; // 存放着 Class、Meta-Class 对象的内存地址信息
    uintptr_t magic             : 6;  // 用于在调试时分辨对象是否未完成初始化
    uintptr_t weakly_referenced : 1;  // 是否被弱引用指向
    uintptr_t deallocating      : 1;  // 对象是否正在释放
    uintptr_t has_sidetable_rc  : 1;  // 是否需要使用 sidetable 来存储引用计数
    uintptr_t extra_rc          : 8;  // 引用计数能够用 8 个二进制位存储时，直接存储在这里
};

// arm64 架构
struct {
    uintptr_t nonpointer        : 1;  // 0:普通指针，1:优化过，使用位域存储更多信息
    uintptr_t has_assoc         : 1;  // 对象是否含有或曾经含有关联引用
    uintptr_t has_cxx_dtor      : 1;  // 表示是否有C++析构函数或OC的dealloc
    uintptr_t shiftcls          : 33; // 存放着 Class、Meta-Class 对象的内存地址信息
    uintptr_t magic             : 6;  // 用于在调试时分辨对象是否未完成初始化
    uintptr_t weakly_referenced : 1;  // 是否被弱引用指向
    uintptr_t deallocating      : 1;  // 对象是否正在释放
    uintptr_t has_sidetable_rc  : 1;  // 是否需要使用 sidetable 来存储引用计数
    uintptr_t extra_rc          : 19;  // 引用计数能够用 19 个二进制位存储时，直接存储在这里
};

散列表：(引用计数表，弱引用表)

散列表是一个sideTables的哈希映射表，其中所有的引用计数都存在这个表中（除存在NONPOINTER_ISA中的外）sideTables 包含众多sideTable，每个sideTable包含三个元素spinlock_t自旋锁，RefcountMap引用计数表，weak_table_t弱引用表
当一个对象访问sideTable时
- 首先会取得对象地址，将地址进行哈希运算，与sideTabls中的sideTable个数取余，最后得到的结果就是该对象访问的sideTable
- 在取得的sideTable中的RefcountMap表中再进行一次哈希运算，找到该对象在引用计数表中的位置
- 如果该位置存在对应的引用计数，则对其操作，如果不存在，则创建一个对应的size_t对象，其实就是个uint无符号整型
- 弱引用表也是一张哈希表的结构，其内部包含了每个对象对应的弱引用表weak_entry_t，而weak_entry_t是一个结构体数组，其中包含的则是每一个对象弱引用的对象所对应的指针
- Tip4. 弱引用
  
  弱引用不会增加饮用计数，实现原理是：先定义一个变量，然后将对象弱引用赋值给变量，弱引用赋值过程中，只对变量进行赋值，不会增加引用计数，如：
```
id __weak weakPointer = object;
```
  实现原理是： ```swift id weakPointer;

objc_initWeak(&weakPointer,object); ```

Tip5. 自动释放池

autoreleasepool 的工作原理就是压栈和出栈，将将要执行的代码包含其中
autoreleasepool 是以栈为节点，通过双向链表的形式组合而成，与线程是一一对应的
main函数中的autoreleasepool是在runloop结束的时候调用objc_autoreleasepoolPop的方法的
多层嵌套的autoreleasepool其实就是在栈中多次插入哨兵对象
而在我们开发的过程中，通过for循环加载一些占用内存较大的对象时可以嵌套使用autoreleasepool，在这些对象使用完毕的时候及时被释放掉，这样就不会造成内存过大或过多浪费的情况

Tip6. 循环引用

自循环引用
相互循环引用
多循环引用
多出现在block，代理，NSTimer中
NSTimer创建时会被系统常驻runloop强引用，导致NSTimer并不会自动被释放，需要在使用完毕后手动置空。
解决循环引用
- 插入 __weak 进行弱引用
- 在合适的时机终将循环引用的对象置空，中断环引用

Tip7. 一个objc对象如何进行内存布局

所有父类的成员变量和自己的成员变量都存放在该对象所对应的存储空间中
每个对象内部都有一个isa指针，指向类对象，类对象的 isa 指针指向元类对象，元类对象的isa指向根元类，根元类的isa指针指向自己

isa分为：

纯指针，指向内存地址
NON_POINTER_ISA，包含内存地址和其他信息
每个类对象中存放着该对象的
- 对象方法列表
- 成员变量列表
- 属性列表
元类中存放着类对象的
- 类方法
- 类实例变量
- 类对象

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内存管理Tips

Tip1. 内存分区情况

Tip2. 关键字

Tip3.内存管理方式

Tip4. 弱引用

Tip5. 自动释放池

Tip6. 循环引用

Tip7. 一个objc对象如何进行内存布局

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