内存布局

  • 代码段：编译之后的代码
  • 数据段
    • 字符串常量：比如NSString *str = @”123”
    • 已初始化数据：已初始化的全局变量、静态变量等
    • 未初始化数据：未初始化的全局变量、静态变量等
  • 栈：函数调用开销，比如局部变量。分配的内存空间地址越来越小
  • 堆：通过alloc、malloc、calloc等动态分配的空间，分配的内存空间地址越来越大

代码示例：

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int a = 10;
int b;

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        static int c = 20;
        
        static int d;
        
        int e;
        int f = 20;

        NSString *str = @"123";
        
        NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
        
        NSLog(@"\n&a=%p\n&b=%p\n&c=%p\n&d=%p\n&e=%p\n&f=%p\nstr=%p\nobj=%p\n",
              &a, &b, &c, &d, &e, &f, str, obj);
        
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}

/*
 字符串常量
 str=0x10dfa0068
 
 已初始化的全局变量、静态变量
 &a =0x10dfa0db8
 &c =0x10dfa0dbc
 
 未初始化的全局变量、静态变量
 &d =0x10dfa0e80
 &b =0x10dfa0e84
 
 堆
 obj=0x608000012210
 
 栈
 &f =0x7ffee1c60fe0
 &e =0x7ffee1c60fe4
 */

Tagged Pointer

  • 从64bit开始，iOS引入了Tagged Pointer技术，用于优化NSNumber、NSDate、NSString等小对象的存储
  • 在没有使用Tagged Pointer之前， NSNumber等对象需要动态分配内存、维护引用计数等，NSNumber指针存储的是堆中NSNumber对象的地址值
  • 使用Tagged Pointer之后，NSNumber指针里面存储的数据变成了：Tag + Data，也就是将数据直接存储在了指针中
  • 当指针不够存储数据时，才会使用动态分配内存的方式来存储数据
  • objc_msgSend能识别Tagged Pointer，比如NSNumber的intValue方法，直接从指针提取数据，节省了以前的调用开销
  • 如何判断一个指针是否为Tagged Pointer？
    • iOS平台，最高有效位是1（第64bit）
    • Mac平台，最低有效位是1

objc-internal.h

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#if TARGET_OS_OSX && __x86_64__
    // 64-bit Mac - tag bit is LSB
#   define OBJC_MSB_TAGGED_POINTERS 0
#else
    // Everything else - tag bit is MSB
#   define OBJC_MSB_TAGGED_POINTERS 1
#endif

#if OBJC_MSB_TAGGED_POINTERS
#   define _OBJC_TAG_MASK (1UL<<63)
#else
#   define _OBJC_TAG_MASK 1UL
#endif

思考以下2段代码能发生什么事？有什么区别？

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dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
//此段代码会崩溃，因为[NSString stringWithFormat:@"abcdefghijk"];以对象方式执行
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    dispatch_async(queue, ^{
        // 加锁
        self.name = [NSString stringWithFormat:@"abcdefghijk"];
        // 解锁
    });
}

// 下面代码没有问题，[NSString stringWithFormat:@"abc"];是Tagged Pointer方式执行
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    dispatch_async(queue, ^{
        self.name = [NSString stringWithFormat:@"abc"];
    });
}

参考