什么是OOM

Out of Memory 的缩写，指的是 App 占用的内存达到了 iOS 系统对单个 App 占用内存上限后，而被系统强杀掉的现象。这么说的话，OOM 其实也属于文章“iOS 崩溃”中提到的应用“崩溃”中的一种，是由 iOS 的 Jetsam 机制导致的一种“另类”崩溃，并且日志无法通过信号捕捉到。

        JetSam 机制，指的就是操作系统为了控制内存资源过度使用而采用的一种资源管控机制。                

        我们都知道，物理内存和 CPU 对于手机这样的便携设备来说，可谓稀缺资源。所以说，在 iOS 系统的虚拟内存管理中，内存压力的管控就是一项很重要的内容。

        接下来，我就跟你介绍一下如何获取内存上限值，以及如何监控到 App 因为占用内存过大而被强杀的问题？

JetsamEvent 日志计算内存限制值

怎么查看日志

        设置 -> 隐私 -> 分析与改进，JetsamEvent开头的日志，查找崩溃原因时我们需要关注 per-process-limit 部分的 rpages。

// App 占用的内存页数量
"rpages" : 89600,
// App 占用的内存超过了系统对单个 App 的内存限制
"reason" : "per-process-limit",
// 内存页大小
"pageSize" : 16384,

        我们就可以计算出当前 App 的内存限制值：pageSize * rpages / 1024 /1024 =16384 * 89600 / 1024 / 1024 得到的值是 1400 MB，即 1.4G。

        这些日志属于系统级的，会存在系统目录下。App 上线后开发者是没有权限获取到系统目录内容的。

iOS 系统怎么记录 Jetsam日志

vm_pressure_monitor 来监控系统的内存压力情况，并通过一个堆栈来维护所有 App 的进程。另外，iOS 系统还会维护一个内存快照表，用于保存每个进程内存页的消耗情况。

didReceiveMemoryWarning

JetSamEvent 日志也是在这 6 秒内生成的。

通过 XNU 获取内存限制值

        XNU内核是Mac和iOS的核心，有三个主要部分组成的一个分层体系结构；内核XNU是Darwin的核心，也是整个OS X的核心。 

        下图为MacOS X 体系结构图: 

iOS mesh iosme什么意思_iOS

        在 XNU 中，有专门用于获取内存上限值的函数和宏。我们可以通过 memorystatus_priority_entry 这个结构体，得到进程的优先级和内存限制值。在这个结构体中，priority 表示的是进程的优先级，limit 就是我们想要的进程内存限制值。

        结构体代码如下： 

typedef struct memorystatus_priority_entry {
  pid_t pid;
  int32_t priority;
  uint64_t user_data;
  int32_t limit;
  uint32_t state;
} memorystatus_priority_entry_t;

        通过 XNU 的宏获取内存限制，需要有 root 权限，而 App 内的权限是不够的，所以正常情况下，作为 App 开发者你是看不到这个信息的。

通过内存警告获取内存限制值

        如果你不想越狱去获取这个权限的话，还可以利用 didReceiveMemoryWarning 这个内存压力代理事件来动态地获取内存限制值。iOS 系统在强杀掉 App 之前还有 6 秒钟的时间，足够你去获取记录内存信息了。那么，如何获取当前内存使用情况呢？iOS 系统提供了一个函数 task_info， 可以帮助我们获取到当前任务的信息。关键代码如下：        

struct mach_task_basic_info info;
mach_msg_type_number_t size = sizeof(info);
kern_return_t kl = task_info(mach_task_self(), MACH_TASK_BASIC_INFO, (task_info_t)&info, &size);

        代码中，task_info_t 结构里包含了一个 resident_size 字段，用于表示使用了多少内存。这样，我们就可以获取到发生内存警告时，当前 App 占用了多少内存。代码如下

float used_mem = info.resident_size;
NSLog(@"使用了 %f MB 内存", used_mem / 1024.0f / 1024.0f)

定位内存问题信息收集

        现在，我们已经可以通过三种方法来获取内存上限值了，而且通过内存警告的方式还能够动态地获取到这个值。有了这个内存上限值以后，你就可以进行内存问题的信息收集工作了。要想精确地定位问题，我们就需要 dump 出完整的内存信息，包括所有对象及其内存占用值，在内存接近上限值的时候，收集并记录下所需信息，并在合适的时机上报到服务器里，方便分析问题。获取到了每个对象的内存占用量还不够，你还需要知道是谁分配的内存，这样才可以精确定位到问题的关键所在。一个对象可能会在不同的函数里被分配了内存并被创建了出来，当这个对象内存占用过大时，如果不知道是在哪个函数里创建的话，问题依然很难精确定位出来。那么，怎样才能知道是谁分配的内存呢？这个问题，我觉得应该从根儿上去找答案。内存分配函数 malloc 和 calloc 等默认使用的是 nano_zone。nano_zone 是 256B 以下小内存的分配，大于 256B 的时候会使用 scalable_zone 来分配。在这里，我主要是针对大内存的分配监控，所以只针对 scalable_zone 进行分析，同时也可以过滤掉很多小内存分配监控。比如，malloc 函数用的是 malloc_zone_malloc，calloc 用的是 malloc_zone_calloc。使用 scalable_zone 分配内存的函数都会调用 malloc_logger 函数，因为系统总是需要有一个地方来统计并管理内存的分配情况。具体实现的话，你可以查看 malloc_zone_malloc 函数的实现，代码如下：

        

void *malloc_zone_malloc(malloc_zone_t *zone, size_t size)
{
  MALLOC_TRACE(TRACE_malloc | DBG_FUNC_START, (uintptr_t)zone, size, 0, 0);
  void *ptr;
  if (malloc_check_start && (malloc_check_counter++ >= malloc_check_start)) {
    internal_check();
  }
  if (size > MALLOC_ABSOLUTE_MAX_SIZE) {
    return NULL;
  }
  ptr = zone->malloc(zone, size);
  // 在 zone 分配完内存后就开始使用 malloc_logger 进行进行记录
  if (malloc_logger) {
    malloc_logger(MALLOC_LOG_TYPE_ALLOCATE | MALLOC_LOG_TYPE_HAS_ZONE, (uintptr_t)zone, (uintptr_t)size, 0, (uintptr_t)ptr, 0);
  }
  MALLOC_TRACE(TRACE_malloc | DBG_FUNC_END, (uintptr_t)zone, size, (uintptr_t)ptr, 0);
  return ptr;
}

        其他使用 scalable_zone 分配内存的函数的方法也类似，所有大内存的分配，不管外部函数是怎么包装的，最终都会调用 malloc_logger 函数。这样的话，问题就好解决了，你可以使用 fishhook 去 Hook 这个函数，加上自己的统计记录就能够通盘掌握内存的分配情况。出现问题时，将内存分配记录的日志捞上来，你就能够跟踪到导致内存不合理增大的原因了。

发散

MacOs内存管理比较

        说到这里你可能会回过头来想，为什么用于占用内存过大时会被系统强杀呢？macOS 打开一堆应用也会远超物理内存，怎么没见系统去强杀 macOS 的应用呢？

        其实，这里涉及到的是设备资源的问题。苹果公司考虑到手持设备存储空间小的问题，在 iOS 系统里去掉了交换空间，这样虚拟内存就没有办法记录到外部的存储上。于是，苹果公司引入了 MemoryStatus 机制。这个机制的主要思路就是，在 iOS 系统上弹出尽可能多的内存供当前应用使用。把这个机制落到优先级上，就是先强杀后台应用；如果内存还不够多就强杀掉当前应用。而在 macOS 系统里，MemoryStatus 只会强杀掉标记为空闲退出的进程。在实现上，MemoryStatus 机制会开启一个 memorystatus_jetsam_thread 的线程。这个线程，和内存压力监测线程 vm_pressure_monitor 没有联系，只负责强杀应用和记录日志，不会发送消息，所以内存压力检测线程无法获取到强杀应用的消息。

其他内存问题

        除内存过大被系统强杀这种内存问题以外，还有以下三种内存问题：

  • 访问未分配的内存： XNU 会报 EXC_BAD_ACCESS 错误，信号为 SIGSEGV Signal #11 。
  • 访问已分配但未提交的内存：XNU 会拦截分配物理内存，出现问题的线程分配内存页时会被冻结。
  • 没有遵守权限访问内存：内存页面的权限标准类似 UNIX 文件权限。如果去写只读权限的内存页面就会出现错误，XNU 会发出 SIGBUS Signal #7 信号。

        第一种和第三种问题都可以通过崩溃信息获取到，在收集崩溃信息时如果发现是这两类，我们就可以把内存分配的记录同时传过来进行分析，对于不合理的内存分配进行优化和修改。