先弄清楚这里的学问,再来谈 iOS 内存管理与优化(一)

文章来源简书:http://www.jianshu.com/p/deab6550553a

内存有分类吗?什么类型的内存可以回收?

当然具有分类

  • Clean Memory:在闪存中有备份,能够再次读取。主要包括system frameworkbinary executable of your appmemory mapped files
  • Dirty Memory:所有非Clean Memory系统无法回收。包括Heap allocationcachesdecompressed images

内存之间的关系是什么呢?

  • 虚拟内存层面:virtual memory = clean memory + dirty memory.
  • 物理内存层面:resident memory= dirty memory+clean memory that loaded in physical memory

  • 总结virtual memory == (clean memory + dirty memory) > resident memory >dirty memory

你的程序有时候会因为系统内存不足而被杀死,这个时候你应该更多关注物理内存层面。

虚拟内存是做啥的?

我们在引入虚拟内存之前,程序指令必须都在物理内存内,这样使得程序的大小被限制在物理内存的大小以内。事实上,有很多情况并不需要将整个程序放在内存中。来看下面一个实例程序:

// clean memory
char *buf = malloc(100*1024*1024)

// dirty memory
for(int i=0; i < 3*1024*1024; ++i){
    buf[i] = rand()
}

首先申请了100兆的虚拟内存,操作系统很懒的,你申请了,但是你只要不用,我就不会给你分配物理内存。后来for循环中,我们进行读写,操作系统就会分配3兆的物理内存,而其他97兆是在虚拟内存。

所以虚拟内存的使用,使得程序不再受物理内存空间的限制,程序的地址不一定在内存上,也可能在辅存上。用户可以为一个巨大的虚拟空间地址编写程序。

使用Allocations工具来验证刚才的说法

下面这个图片,刚才已经分析过了,对于虚拟内存和物理内存的占用应该已经了解到了。

分析内存

我们把两段代码放在两个Button下面,当点击button1就会触发第一个函数,当点击button2就会触发第二个函数。

然后我们通过Instrument启动Allocations工具,启动程序后,可以看到最初的内存分配情况如下:

最初

All Heap & Anoymous VM可以一起来看,代表分配的所有虚拟内存,Dirty Size就是刚才讲的Dirty Memoryresident Size就是物理内存的大小

然后点击Button1,查看内存情况,发现虚拟内存增加100M,其他没有变化

点击Button1之后

点击Button2,查看内存情况,发现物理内存和Dirty Memory都增加了3M,同时虚拟内存增加100M

点击Button2之后

虚拟内存 VS 物理内存

首先了解内存抽象这么一个概念,我们的程序访问的都是逻辑地址空间(也叫虚拟地址),逻辑地址需要经过转换之后才可以访问到物理内存。虚拟内存到物理内存的映射是怎样的呢?

  • 主要是两个寄存器在中间起到了强大的作用,界限寄存器用来判断是否越界,如果没有越界就会加上基址寄存器的值,转换为物理内存地址。
映射

为什么桌面系统中很少有应用因为内存过多而被Kill掉,但是iOS会呢?

对于桌面操作系统,是具有丰富的辅存的,我们的操作系统可以使用置换机制(Swap)。比如说,我物理内存紧张了,我就把我现在不用的进程暂时置换到磁盘去,腾出空间给新的进程,这样就相当于使用磁盘来扩展物理内存。

Swap机制

但是对于移动设备(包括苹果、安卓等),无Swap机制,主要是由于移动设备的闪存容量很有限,并且闪存的频繁读写很降低寿命。对于iOS使用的就是Kill掉优先级低的进程。下面一个问题进行详细阐述。

iOS内存管理机制是怎样的?基于什么原则来Kill掉进程呢?

iOS使用的是低内存处理机制Jetsam,这是一个基于优先级队列的机制。

优先级

从上往下,优先级越来越高,看图可以发现,优先级由低到高是:IDLE(空闲)->BACKGROUND->FOREGROUND,依次类推。当内存过低的时候,就会在队列中进行广播,希望大家尽量释放内存,如果一段时间后,仍然内存不够,就会开始Kill进程,直到内存够用。

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