java 堆(heap)、棧(stack)和方法區(qū)(method)

huaixiaoz 發(fā)布于2019-08-19 11:05 / 2406人閱讀

摘要：的的內(nèi)存可分為個區(qū)堆棧和方法區(qū)堆區(qū)存儲的是出來的對象和數(shù)組，每個對象都包含一個與之對應(yīng)的的信息。每個棧中的數(shù)據(jù)原始類型和對象引用都是私有的，其他棧不能訪問。

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

堆區(qū):

1.存儲的是new出來的對象和數(shù)組，每個對象都包含一個與之對應(yīng)的class的信息。(class的目的是得到操作指令)

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

棧區(qū):

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

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

3.棧分為3個部分：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)超過變量的作用域后，java會自動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)組和對象在沒有引用變量指向它的時候，才變成垃圾，不能再被使用，但是仍然占著內(nèi)存，在隨后的一個不確定的時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虛擬機的自動垃圾回收器來管理。 堆和棧的優(yōu)缺點：

<1>堆的優(yōu)勢是可以動態(tài)地分配內(nèi)存大小，生存期也不必事先告訴編譯器，因為它是在運行時動態(tài)分配內(nèi)存的，Java的垃圾收集器會自動收走這些不再使用的數(shù)據(jù)。但缺點是，由于要在運行時動態(tài)分配內(nèi)存，存取速度較慢.
<2>棧的優(yōu)勢是，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;首先它會在棧中創(chuàng)建一個變量為a的引用，然后查找棧中是否有3這個值，如果沒找到，就將3存放進(jìn)來，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，因為在棧中已經(jīng)有3這個值，便將b直接指向3。這樣，就出現(xiàn)了a與b同時均指向3的情況。
這時，如果再令a=4;那么編譯器會重新搜索棧中是否有4值，如果沒有，則將4存放進(jìn)來，并令a指向4;如果已經(jīng)有了，則直接將a指向這個地址。
因此a值的改變不會影響到b的值。

簡單代碼語句的執(zhí)行過程：

系統(tǒng)收到了我們發(fā)出的指令，啟動了一個Java虛擬機進(jìn)程，這個進(jìn)程首先從classpath中找到AppMain.class文件，讀取這個文件中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，然后把Appmain類的類信息存放到運行時數(shù)據(jù)區(qū)的方法區(qū)中。這一過程稱為AppMain類的加載過程。
接著，Java虛擬機定位到方法區(qū)中AppMain類的Main()方法的字節(jié)碼，開始執(zhí)行它的指令。這個main()方法的第一條語句就是：Sample test1=new Sample("測試1");就是讓java虛擬機創(chuàng)建一個Sample實例，并且呢，使引用變量test1引用這個實例。就讓我們來跟蹤一下Java虛擬機，看看它究竟是怎么來執(zhí)行這個任務(wù)的：

1、 Java虛擬機直奔方法區(qū)，先找到Sample類的類型信息。結(jié)果這會兒的方法區(qū)里還沒有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、為一個新的Sample實例分配內(nèi)存, 這個Sample實例持有著指向方法區(qū)的Sample類的類型信息的引用。而這個引用地址，就存放了在Sample實例的數(shù)據(jù)區(qū)里。

3、在JAVA虛擬機進(jìn)程中，每個線程都會擁有一個方法調(diào)用棧，用來跟蹤線程運行中一系列的方法調(diào)用過程，棧中的每一個元素就被稱為棧幀，每當(dāng)線程調(diào)用一個方法的時候就會向方法棧壓入一個新幀。這里的幀用來存儲方法的參數(shù)、局部變量和運算過程中的臨時數(shù)據(jù)。OK，原理講完了，就讓我們來繼續(xù)我們的跟蹤行動！位于“=”前的Test1是一個在main()方法中定義的變量，可見，它是一個局部變量，因此，它被會添加到了執(zhí)行main()方法的主線程的JAVA方法調(diào)用棧中。而“=”將把這個test1變量指向堆區(qū)中的Sample實例，也就是說，它持有指向Sample實例的引用。

接下來，JAVA虛擬機將繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)指令，在堆區(qū)里繼續(xù)創(chuàng)建另一個Sample實例，然后依次執(zhí)行它們的printName()方法。當(dāng)JAVA虛擬機執(zhí)行test1.printName()方法時，JAVA虛擬機根據(jù)局部變量test1持有的引用，定位到堆區(qū)中的Sample實例，再根據(jù)Sample實例持有的引用，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。