本文详细介绍了iOS系统的四层架构：触摸层、媒体层、核心服务层和核心操作系统层，涉及众多关键框架及其功能。同时，深入解析了内存管理中的五大区域：代码区、常量区、静态区、堆区及栈区的特点与用途。
作为一个程序员，可能你每天的任务只是按照产品经理的设计完成不同的界面，或许在这样年复一日的工作中，你的技术得到了提升，但却缺少对自己知识系统的总结，这样的进步无疑是缓慢的。博主本人会从一些基本的知识点持续更新相关的文章，期待你的关注。
一、iOS系统架构
一、触摸层（Cocoa Touch）
为应用程序开发提供了各种常用的框架并且大部分框架与界面有关，本质上来说它负责用户在iOS设备上的触摸交互操作。
下面看几个重要的框架：
AddressBook.framework：包含直接访问用户联系人数据库的函数。AddressBookUI.framework：包含显示系统定义的联系人挑选界面和编辑界面的类。EventKit.framework：包含访问用户日历事件数据的接口。EventKitUI.framework：包含显示标准系统日历界面的类。GameKit.framework：只能用于iOS设备之间的同个应用内连接,多用于游戏中iAd.framework：包含在应用程序中显示广告的类。MapKit.framework：包含将地图界面嵌入到应用程序的类，也可以用于查找地理编码反向坐标。MessageUI.framework：包含撰写和排队发送电子邮件信息的界面。UIKit.framework：包含iOS应用程序用户界面层使用的类和方法。
二、媒体层（Media）
提供应用中视听方面的技术，如图形图像相关的CoreGraphics、CoreImage、GLKit、OpenGL ES、CoreText、ImageIO等等。声音技术相关的CoreAudio、OpenAL、AVFoundation，视频相关的CoreMedia、Media Player框架，音视频传输的AirPlay框架等等。
下面看几个重要的框架：
AssetsLibrary.framework：包含显示用户照片和视频的类。AudioToolbox.framework：包含处理音频流数据以及播放或录制音频的接口。AudioUnit.framework：包含加载并使用音频单元的接口。AVFoundation.framework：包含播放或录制音频的Objective-C接口。CoreAudio.framework：包含Core Audio框架使用的各种数据类型。CoreGraphics.framework：包含Quartz 2D接口。ImageIO.framework：包含读取或写入图像数据的类。MediaPlayer.framework：包含显示全屏视频的接口。OpenAL.framework：包含OpenAL接口。OpenAL是一个跨平台的方位音频库。OpenGLES.framework：包含OpenGL ES接口。OpenGL ES框架是OpenGL跨平台2D和3D渲染库的跨平台版本。QuartzCore.framework：包含Core Animation接口
三、Core Services（核心服务层）
提供给应用所需要的基础的系统服务。如Accounts账户框架，广告框架，数据存储框架，网络连接框架，地理位置框架，运动框架等等。这些服务中的最核心的是CoreFoundation和Foundation框架，定义了所有应用使用的数据类型。
下面看几个重要的框架：
CFNetwork.framework：包含通过WiFi或者蜂窝无线访问网络的接口。CoreData.framework：包含管理应用程序数据模型的接口。CoreFoundation.framework：提供一些基本软件服务，包括常见数据类型抽象、字符串实用工具、群体类型实用工具、资源管理以及偏好设置。CoreLocation.framework：包含确定用户方位信息的接口。CoreMedia.framework：包含操作音频和视频的底层例程。CoreMotion.framework：包含访问加速度计以及陀螺仪的数据的接口。CoreTelephony.framework：包含访问电话相关的信息的例程。CoreVideo.framework：包含操作音频和视频的底层例程。请不要直接使用该框架。Foundation.framework：包含Cocoa Foundation层的类和方法。MobileCoreServices.framework：定义系统支持的统一类型标识符（UTIs）QuickLook.framework：包含预览文件接口。StoreKit.framework：包含用于处理与应用程序内购买相关的财务交易。SystemConfiguration.framework：包含用于处理设备网络配置的接口。
四、核心操作系统层（Core OS）
包含大多数低级别接近硬件的功能，它所包含的框架常常被其它框架所使用。Accelerate框架包含数字信号，线性代数，图像处理的接口。针对所有的iOS设备硬件之间的差异做优化，保证写一次代码在所有iOS设备上高效运行。CoreBluetooth框架利用蓝牙和外设交互，包括扫描连接蓝牙设备，保存连接状态，断开连接，获取外设的数据或者给外设传输数据等等。Security框架提供管理证书，公钥和私钥信任策略，keychain,hash认证数字签名等等与安全相关的解决方案。
下面看其中几个比较重要的框架：
Accelerate.framework：包含加速数学和DSP函数。ExternalAccessory.framework：包含与外设进行通讯的接口。Security.framework：包含管理证书、公钥私钥以及信任策略的接口。
二、内存五大区
作为一个程序员对内存五大区必须耳熟能详：
他们从低地址到高地址依次为：代码区-常量区-静态区（已经初始化-未初始化）-堆区-栈区
一、代码区
存放函数的二进制代码，函数名代表该函数体的二进制指令，所在内存空间的首地址
1.系统分配，系统释放
2.程序加载到内存时分配，程序运行结束后释放
3.只读，可执行
4.生存期：整个程序运行期
5.函数名所代表的代码段首地址所在地
二、常量区
存放常量字符串，程序结束后由系统释放
该区是编译时分配的内存空间，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。
存放常量：整型、字符型、浮点、字符串等。
比如：
1.使用const关键字：这是声明常量的基本方法，例如 const double PI = 3.14159;。这种方式定义的常量具有固定的值，且在程序运行期间不可更改。
3.使用typedef和enum：通过定义枚举类型或使用typedef为类型定义别名，可以创建一组相关的常量值，例如 typedef enum { kTagLanguageView = 100, kTagSeriesView, ... } TagSystemViews;。这种方式定义的常量在程序中直接使用预定义的标识符表示，具有固定的值，不可更改。
4.使用静态常量声明：在.m或.mm文件中，可以使用静态常量声明，例如 static NSString *const BlockColorAlphaComponentKey = @"blockColorAlphaComponent";
在OC中使用const和define定义字符串时，const具有明显的优势。
1.类型检查和安全性
- const：const定义的常量具有明确的数据类型，编译器会在编译阶段进行类型检查，这有助于提高程序的类型安全性，减少运行时错误。
- #define：#define宏定义不提供类型信息，只是简单的文本替换，不会进行类型检查，这可能导致意料之外的行为和错误。
2.作用域和封装性
- const：const定义的常量可以在文件、函数或代码块级别限制其可见范围，增强程序的封装性和模块化。
- #define：宏定义从定义点开始到文件结束都是可见的，没有作用域限制，这可能导致全局命名冲突和不必要的变量重复定义。
3.存储方式和内存占用
- const：const定义的常量通常存储在内存中，可以有地址，并且可以通过指针访问。这有助于节省空间，避免不必要的内存分配。
- #define：宏定义在预处理阶段展开后直接嵌入代码中，不会产生内存分配，但可能会导致二进制文件变大。
4.调试和维护
- const：const常量可以进行调试。
- #define：#define宏常量在预编译阶段就已经替换掉了，因此不能进行调试。
三、静态区（静态存储区）
是内存中用于存储生命周期与程序运行周期相同的数据区域。
静态区有两大区：
-
数据区：数据段用来存放可执行文件中已初始化全局变量，换句话说就是存放程序静态分配的变量和全局变量。
-
BSS区：BSS段包含了程序中未初始化全局变量
静态区的存储内容：
1.全局变量：在函数外部定义的变量，整个程序运行期间都存在
2.静态局部变量：用static修饰的局部变量，只会初始化一次，函数调用结束后值会保留。
全局变量：
NSString *name = @"jack";//全局变量
@interface TestViewController23ViewController ()
@end
@implementation TestViewController23ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
}
全局静态变量：是在程序的任何地方都可以访问的变量，但它仅在声明它的文件（或单元）内可见。这意味着其他文件不能直接访问这些变量，增加了封装性和数据隐藏性。
static int globalStaticVariable = 0;//全局静态变量
@interface TestViewController23ViewController ()
@end
@implementation TestViewController23ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
}
// 在同一个文件中
- (void)someFunction1 {
globalStaticVariable++;
}
// 在同一个文件中
- (void) anotherFunction {
printf("Global Static Value: %d\n", globalStaticVariable);
}
局部静态变量：是在函数内部定义的，但其生命周期贯穿整个程序运行期间。这意味着，即使函数调用结束后，局部静态变量的值也会保持不变，直到程序结束。
//局部静态变量
- (void)someFunction2 {
static int localStaticVariable = 0;
localStaticVariable++;
printf("Local Static Value: %d\n", localStaticVariable);
}
未初始化的全局变量和静态变量存放在一块区域（BSS段），已初始化的全局变量和静态变量在相邻的另一块区域（DATA段），程序结束后由系统释放。
int a；未初始化的。
int a = 1;已初始化的。
#import "ViewController.h"
NSSting *name = @"alice"; //全局变量，在其他文件中通过 extern 关键字 可以访问到。
static NSString *nikeNmae = @"dave" //静态全局变量，只可以在本文件中访问到。
int age = 24;//全局初始化区（数据区）
NSString *name;//全局未初始化区（BSS区）
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
int tmpAge;//栈
NSString *tmpName = @"Dely";//tmpName在栈区 @"Dely" 在常量区
NSMutableArray *array = [NSMutableArray arrayWithCapacity:1];
//分配而来的8字节的区域就在堆中，array在栈中，指向堆区的地址
NSInteger total = [self getTotalNumber:1 number2:1];
}
- (NSInteger)getTotalNumber:(NSInteger)number1 number2:(NSInteger)number2{
return number1 + number2;//number1和number2 栈区
}
@end
四、堆区(heap)
1.程序员自己分配，释放
2.代码执行过程中分配，释放
3.自由存储，空间很大
4.小心内存泄漏
5.生存期：分配代码开始到释放代码结束
6.作用域：视首地址持有者属性而定
7.无法初始化，开始为野值（使用memset）。
malloc free memcpy
五、栈区(stack)
1.系统分配，系统释放
2.代码执行过程中分配，释放
3.普通局部变量，形式参数（函数形参）
4.生存期：复合语句或函数开始运行到复合或函数运行结束
5.作用域：复合语句或函数内
6.未初始化时为野值
7.先进后出
8.空间有限
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