java 堆(heap)、棧(stack)和方法區(qū)(method)

huaixiaoz 發(fā)布于2019-08-19 11:05 / 2402人閱讀

摘要：的的內(nèi)存可分為個(gè)區(qū)堆棧和方法區(qū)堆區(qū)存儲(chǔ)的是出來(lái)的對(duì)象和數(shù)組，每個(gè)對(duì)象都包含一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的的信息。每個(gè)棧中的數(shù)據(jù)原始類型和對(duì)象引用都是私有的，其他棧不能訪問(wèn)。

JAVA的JVM的內(nèi)存可分為3個(gè)區(qū)：堆(heap)、棧(stack)和方法區(qū)(method)

堆區(qū):

1.存儲(chǔ)的是new出來(lái)的對(duì)象和數(shù)組，每個(gè)對(duì)象都包含一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的class的信息。(class的目的是得到操作指令)

2.jvm只有一個(gè)堆區(qū)(heap)被所有線程共享，堆中不存放基本類型和對(duì)象引用，只存放對(duì)象本身

棧區(qū):

1.每個(gè)線程包含一個(gè)棧區(qū)，棧中保存的是所有的變量，包括基本類型和引用類型，棧中的每個(gè)變量都包含類型、名稱、值這些內(nèi)容，只不過(guò)基本類型變量的值為一個(gè)具體的值，而引用類型的變量的值為對(duì)象在堆中的地址。

2.每個(gè)棧中的數(shù)據(jù)(原始類型和對(duì)象引用)都是私有的，其他棧不能訪問(wèn)。

3.棧分為3個(gè)部分：基本類型變量區(qū)、執(zhí)行環(huán)境上下文、操作指令區(qū)(存放操作指令)。

方法區(qū):

1.又叫靜態(tài)區(qū)，跟堆一樣，被所有的線程共享。方法區(qū)包含所有的class和static變量。

2.方法區(qū)中包含的都是在整個(gè)程序中永遠(yuǎn)唯一的元素，如class，static變量。

3.字符串常量池就是存放在方法區(qū)。

堆和棧的不同：

<1>存數(shù)數(shù)據(jù)不同

<2>回收方式不同

棧中當(dāng)超過(guò)變量的作用域后，java會(huì)自動(dòng)釋放掉為該變量分配的內(nèi)存空間，該內(nèi)存空間可以立刻被另作他用。數(shù)組和對(duì)象在沒(méi)有引用變量指向它的時(shí)候，才變成垃圾，不能再被使用，但是仍然占著內(nèi)存，在隨后的一個(gè)不確定的時(shí)間被垃圾回收器釋放掉。

<3>速度不同

堆中分配的內(nèi)存，由Java虛擬機(jī)的自動(dòng)垃圾回收器來(lái)管理。 堆和棧的優(yōu)缺點(diǎn)：

<1>堆的優(yōu)勢(shì)是可以動(dòng)態(tài)地分配內(nèi)存大小，生存期也不必事先告訴編譯器，因?yàn)樗窃谶\(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存的，Java的垃圾收集器會(huì)自動(dòng)收走這些不再使用的數(shù)據(jù)。但缺點(diǎn)是，由于要在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存，存取速度較慢.
<2>棧的優(yōu)勢(shì)是，存取速度比堆要快，僅次于寄存器，棧數(shù)據(jù)可以共享。但缺點(diǎn)是，存在棧中的數(shù)據(jù)大小與生存期必須是確定的，缺乏靈活性

舉例： int a = 3; int b = 3;

編譯器先處理int a = 3;首先它會(huì)在棧中創(chuàng)建一個(gè)變量為a的引用，然后查找棧中是否有3這個(gè)值，如果沒(méi)找到，就將3存放進(jìn)來(lái)，然后將a指向3。接著處理int b = 3;在創(chuàng)建完b的引用變量后，因?yàn)樵跅Ｖ幸呀?jīng)有3這個(gè)值，便將b直接指向3。這樣，就出現(xiàn)了a與b同時(shí)均指向3的情況。
這時(shí)，如果再令a=4;那么編譯器會(huì)重新搜索棧中是否有4值，如果沒(méi)有，則將4存放進(jìn)來(lái)，并令a指向4;如果已經(jīng)有了，則直接將a指向這個(gè)地址。
因此a值的改變不會(huì)影響到b的值。

簡(jiǎn)單代碼語(yǔ)句的執(zhí)行過(guò)程：

系統(tǒng)收到了我們發(fā)出的指令，啟動(dòng)了一個(gè)Java虛擬機(jī)進(jìn)程，這個(gè)進(jìn)程首先從classpath中找到AppMain.class文件，讀取這個(gè)文件中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，然后把Appmain類的類信息存放到運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的方法區(qū)中。這一過(guò)程稱為AppMain類的加載過(guò)程。
接著，Java虛擬機(jī)定位到方法區(qū)中AppMain類的Main()方法的字節(jié)碼，開(kāi)始執(zhí)行它的指令。這個(gè)main()方法的第一條語(yǔ)句就是：Sample test1=new Sample("測(cè)試1");就是讓java虛擬機(jī)創(chuàng)建一個(gè)Sample實(shí)例，并且呢，使引用變量test1引用這個(gè)實(shí)例。就讓我們來(lái)跟蹤一下Java虛擬機(jī)，看看它究竟是怎么來(lái)執(zhí)行這個(gè)任務(wù)的：

1、 Java虛擬機(jī)直奔方法區(qū)，先找到Sample類的類型信息。結(jié)果這會(huì)兒的方法區(qū)里還沒(méi)有Sample類。于是立馬加載了Sample類，把Sample類的類型信息存放在方法區(qū)里。

2、為一個(gè)新的Sample實(shí)例分配內(nèi)存, 這個(gè)Sample實(shí)例持有著指向方法區(qū)的Sample類的類型信息的引用。而這個(gè)引用地址，就存放了在Sample實(shí)例的數(shù)據(jù)區(qū)里。

3、在JAVA虛擬機(jī)進(jìn)程中，每個(gè)線程都會(huì)擁有一個(gè)方法調(diào)用棧，用來(lái)跟蹤線程運(yùn)行中一系列的方法調(diào)用過(guò)程，棧中的每一個(gè)元素就被稱為棧幀，每當(dāng)線程調(diào)用一個(gè)方法的時(shí)候就會(huì)向方法棧壓入一個(gè)新幀。這里的幀用來(lái)存儲(chǔ)方法的參數(shù)、局部變量和運(yùn)算過(guò)程中的臨時(shí)數(shù)據(jù)。OK，原理講完了，就讓我們來(lái)繼續(xù)我們的跟蹤行動(dòng)！位于“=”前的Test1是一個(gè)在main()方法中定義的變量，可見(jiàn)，它是一個(gè)局部變量，因此，它被會(huì)添加到了執(zhí)行main()方法的主線程的JAVA方法調(diào)用棧中。而“=”將把這個(gè)test1變量指向堆區(qū)中的Sample實(shí)例，也就是說(shuō)，它持有指向Sample實(shí)例的引用。

接下來(lái)，JAVA虛擬機(jī)將繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)指令，在堆區(qū)里繼續(xù)創(chuàng)建另一個(gè)Sample實(shí)例，然后依次執(zhí)行它們的printName()方法。當(dāng)JAVA虛擬機(jī)執(zhí)行test1.printName()方法時(shí)，JAVA虛擬機(jī)根據(jù)局部變量test1持有的引用，定位到堆區(qū)中的Sample實(shí)例，再根據(jù)Sample實(shí)例持有的引用，定位到方法去中Sample類的類型信息，從而獲得printName()方法的字節(jié)碼，接著執(zhí)行printName()方法包含的指令。