java程序 運行 一點 動態 自動變 key 空間 類型 lin

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簡單的說： Java把內存劃分成兩種：一種是棧內存，一種是堆內存。

在函數中定義的一些基本類型的變量和對象的引用變量都在函數的棧內存中分配。 當在一段代碼塊定義一個變量時，Java就在棧中為這個變量分配內存空間，當超過變量的作用域後，Java會自動釋放掉為該變量所分配的內存空間，該內存空間可以立即被另作他用。 堆內存用來存放由new創建的對象和數組。 在堆中分配的內存，由Java虛擬機的自動垃圾回收器來管理。 1. 棧(stack)與堆(heap)都是Java用來在Ram中存放數據的地方。與C++不同，Java自動管理棧和堆，程序員不能直接地設置棧或堆。 2. 棧的優勢是，存取速度比堆要快，僅次於直接位於CPU中的寄存器。但缺點是，存在棧中的數據大小與生存期必須是確定的，缺乏靈活性。另外，棧數據可以共享，詳見第3點。堆的優勢是可以動態地分配內存大小，生存期也不必事先告訴編譯器，Java的垃圾收集器會自動收走這些不再使用的數據。但缺點是，由於要在運行時動態分配內存，存取速度較慢。 3. Java中的數據類型有兩種。 一種是基本類型(primitive types), 共有8種，即int, short, long, byte, float, double, boolean, char(註意，並沒有string的基本類型)。這種類型的定義是通過諸如int a = 3; long b = 255L;的形式來定義的，稱為自動變量。值得註意的是，自動變量存的是字面值，不是類的實例，即不是類的引用，這裏並沒有類的存在。如int a = 3; 這裏的a是一個指向int類型的引用，指向3這個字面值。這些字面值的數據，由於大小可知，生存期可知(這些字面值固定定義在某個程序塊裏面，程序塊退出後，字段值就消失了)，出於追求速度的原因，就存在於棧中。 另外，棧有一個很重要的特殊性，就是存在棧中的數據可以共享。假設我們同時定義 int a = 3; int b = 3； 編譯器先處理int a = 3；首先它會在棧中創建一個變量為a的引用，然後查找有沒有字面值為3的地址，沒找到，就開辟一個存放3這個字面值的地址，然後將a指向3的地址。接著處理int b = 3；在創建完b的引用變量後，由於在棧中已經有3這個字面值，便將b直接指向3的地址。這樣，就出現了a與b同時均指向3的情況。 特別註意的是，這種字面值的引用與類對象的引用不同。假定兩個類對象的引用同時指向一個對象，如果一個對象引用變量修改了這個對象的內部狀態，那麽另一個對象引用變量也即刻反映出這個變化。相反，通過字面值的引用來修改其值，不會導致另一個指向此字面值的引用的值也跟著改變的情況。如上例，我們定義完a與 b的值後，再令a=4；那麽，b不會等於4，還是等於3。在編譯器內部，遇到a=4；時，它就會重新搜索棧中是否有4的字面值，如果沒有，重新開辟地址存放4的值；如果已經有了，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。 另一種是包裝類數據，如Integer, String, Double等將相應的基本數據類型包裝起來的類。這些類數據全部存在於堆中，Java用new()語句來顯式地告訴編譯器，在運行時才根據需要動態創建，因此比較靈活，但缺點是要占用更多的時間。 4. String是一個特殊的包裝類數據。即可以用String str = new String("abc");的形式來創建，也可以用String str = "abc"；的形式來創建(作為對比，在JDK 5.0之前，你從未見過Integer i = 3;的表達式，因為類與字面值是不能通用的，除了String。而在JDK 5.0中，這種表達式是可以的！因為編譯器在後臺進行Integer i = new Integer(3)的轉換)。前者是規範的類的創建過程，即在Java中，一切都是對象，而對象是類的實例，全部通過new()的形式來創建。Java 中的有些類，如DateFormat類，可以通過該類的getInstance()方法來返回一個新創建的類，似乎違反了此原則。其實不然。該類運用了單例模式來返回類的實例，只不過這個實例是在該類內部通過new()來創建的，而getInstance()向外部隱藏了此細節。那為什麽在String str = "abc"；中，並沒有通過new()來創建實例， 是不是違反了上述原則？其實沒有。 5. 關於String str = "abc"的內部工作。Java內部將此語句轉化為以下幾個步驟： (1)先定義一個名為str的對String類的對象引用變量：String str； (2)在棧中查找有沒有存放值為"abc"的地址，如果沒有，則開辟一個存放字面值為"abc"的地址，接著創建一個新的String類的對象o，並將o 的字符串值指向這個地址，而且在棧中這個地址旁邊記下這個引用的對象o。如果已經有了值為"abc"的地址，則查找對象o，並返回o的地址。 (3)將str指向對象o的地址。 值得註意的是，一般String類中字符串值都是直接存值的。但像String str = "abc"；這種場合下，其字符串值卻是保存了一個指向存在棧中數據的引用！ 為了更好地說明這個問題，我們可以通過以下的幾個代碼進行驗證。 String str1 = "abc"; String str2 = "abc"; System.out.println(str1==str2); //true 註意，我們這裏並不用str1.equals(str2)；的方式，因為這將比較兩個字符串的值是否相等。==號，根據JDK的說明，只有在兩個引用都指向了同一個對象時才返回真值。而我們在這裏要看的是，str1與str2是否都指向了同一個對象。 結果說明，JVM創建了兩個引用str1和str2，但只創建了一個對象，而且兩個引用都指向了這個對象。 我們再來更進一步，將以上代碼改成： String str1 = "abc"; String str2 = "abc"; str1 = "bcd"; System.out.println(str1 + "," + str2); //bcd, abc System.out.println(str1==str2); //false 這就是說，賦值的變化導致了類對象引用的變化，str1指向了另外一個新對象！而str2仍舊指向原來的對象。上例中，當我們將str1的值改為"bcd"時，JVM發現在棧中沒有存 放該值的地址，便開辟了這個地址，並創建了一個新的對象，其字符串的值指向這個地址。 事實上，String類被設計成為不可改變(immutable)的類。如果你要改變其值，可以，但JVM在運行時根據新值悄悄創建了一個新對象，然後將這個對象的地址返回給原來類的引用。這個創建過程雖說是完全自動進行的，但它畢竟占用了更多的時間。在對時間要求比較敏感的環境中，會帶有一定的不良影響。 再修改原來代碼： String str1 = "abc"; String str2 = "abc"; str1 = "bcd"; String str3 = str1; System.out.println(str3); //bcd String str4 = "bcd"; System.out.println(str1 == str4); //true str3 這個對象的引用直接指向str1所指向的對象(註意，str3並沒有創建新對象)。當str1改完其值後，再創建一個String的引用str4，並指向因str1修改值而創建的新的對象。可以發現，這回str4也沒有創建新的對象，從而再次實現棧中數據的共享。 我們再接著看以下的代碼。 String str1 = new String("abc"); String str2 = "abc"; System.out.println(str1==str2); //false 創建了兩個引用。創建了兩個對象。兩個引用分別指向不同的兩個對象。 String str1 = "abc"; String str2 = new String("abc"); System.out.println(str1==str2); //false 創建了兩個引用。創建了兩個對象。兩個引用分別指向不同的兩個對象。 以上兩段代碼說明，只要是用new()來新建對象的，都會在堆中創建，而且其字符串是單獨存值的，即使與棧中的數據相同，也不會與棧中的數據共享。 6. 數據類型包裝類的值不可修改。不僅僅是String類的值不可修改，所有的數據類型 包裝類都不能更改其內部的值。 7. 結論與建議： (1)我們在使用諸如String str = "abc"；的格式定義類時，總是想當然地認為，我們創建了String類的對象str。擔心陷阱！對象可能並沒有被創建！唯一可以肯定的是，指向 String類的引用被創建了。至於這個引用到底是否指向了一個新的對象，必須根據上下文來考慮，除非你通過new()方法來顯要地創建一個新的對象。因此，更為準確的說法是，我們創建了一個指向String類的對象的引用變量str，這個對象引用變量指向了某個值為"abc"的String類。清醒地認識到這一點對排除程序中難以發現的bug是很有幫助的。 (2)使用String str = "abc"；的方式，可以在一定程度上提高程序的運行速度，因為JVM會自動根據棧中數據的實際情況來決定是否有必要創建新對象。而對於String str = new String("abc")；的代碼，則一概在堆中創建新對象，而不管其字符串值是否相等，是否有必要創建新對象，從而加重了程序的負擔。這個思想應該是享元模式的思想，但JDK的內部在這裏實現是否應用了這個模式，不得而知。 (3)當比較包裝類裏面的數值是否相等時，用equals()方法；當測試兩個包裝類的引用是否指向同一個對象時，用==。 (4)由於String類的immutable性質，當String變量需要經常變換其值時，應該考慮使用StringBuffer類，以提高程序效率。 java中內存分配策略及堆和棧的比較 內存分配策略 按照編譯原理的觀點,程序運行時的內存分配有三種策略,分別是靜態的,棧式的,和堆式的. 靜態存儲分配是指在編譯時就能確定每個數據目標在運行時刻的存儲空間需求,因而在 編譯時就可以給他們分配固定的內存空間.這種分配策略要求程序代碼中不允許有可變數據結構(比如可變數組)的存在,也不允許有嵌套或者遞歸的結構出現,因為它們都會導致編譯程序無法計算準確的存儲空間需求. 棧式存儲分配也可稱為動態存儲分配,是由一個類似於堆棧的運行棧來實現的.和靜態存儲分配相反,在棧式存儲方案中,程序對數據區的需求在編譯時是完全未知的,只有到運行的時候才能夠知道,但是規定在運行中進入一個程序模塊時,必須知道該程序模塊所需的數據區大小才能夠為其分配內存.和我們在數據結構所熟知的棧一樣,棧式存儲分配按照先進後出的原則進行分配。 靜態存儲分配要求在編譯時能知道所有變量的存儲要求,棧式存儲分配要求在過程的入口處必須知道所有的存儲要求,而堆式存儲分配則專門負責在編譯時或運行時模塊入口處都無法確定存儲要求的數據結構的內存分配,比如可變長度串和對象實例.堆由大片的可利用塊或空閑塊組成,堆中的內存可以按照任意順序分配和釋放. 堆和棧的比較 上面的定義從編譯原理的教材中總結而來,除靜態存儲分配之外,都顯得很呆板和難以理解,下面撇開靜態存儲分配,集中比較堆和棧: 從堆和棧的功能和作用來通俗的比較,堆主要用來存放對象的，棧主要是用來執行程序的.而這種不同又主要是由於堆和棧的特點決定的: 在編程中，例如C/C++中，所有的方法調用都是通過棧來進行的,所有的局部變量,形式參數都是從棧中分配內存空間的。實際上也不是什麽分配,只是從棧頂向上用就行,就好像工廠中的傳送帶(conveyor belt)一樣,Stack Pointer會自動指引你到放東西的位置,你所要做的只是把東西放下來就行.退出函數的時候，修改棧指針就可以把棧中的內容銷毀.這樣的模式速度最快,當然要用來運行程序了.需要註意的是,在分配的時候,比如為一個即將要調用的程序模塊分配數據區時,應事先知道這個數據區的大小,也就說是雖然分配是在程序運行時進行的,但是分配的大小多少是確定的,不變的,而這個"大小多少"是在編譯時確定的,不是在運行時. 堆是應用程序在運行的時候請求操作系統分配給自己內存，由於從操作系統管理的內存分配,所以在分配和銷毀時都要占用時間，因此用堆的效率非常低.但是堆的優點在於,編譯器不必知道要從堆裏分配多少存儲空間，也不必知道存儲的數據要在堆裏停留多長的時間,因此,用堆保存數據時會得到更大的靈活性。事實上,面向對象的多態性,堆內存分配是必不可少的,因為多態變量所需的存儲空間只有在運行時創建了對象之後才能確定.在C++中，要求創建一個對象時，只需用 new命令編制相關的代碼即可。執行這些代碼時，會在堆裏自動進行數據的保存.當然，為達到這種靈活性，必然會付出一定的代價:在堆裏分配存儲空間時會花掉更長的時間！這也正是導致我們剛才所說的效率低的原因,看來列寧同誌說的好,人的優點往往也是人的缺點,人的缺點往往也是人的優點(暈~). JVM中的堆和棧 JVM是基於堆棧的虛擬機.JVM為每個新創建的線程都分配一個堆棧.也就是說,對於一個Java程序來說，它的運行就是通過對堆棧的操作來完成的。堆棧以幀為單位保存線程的狀態。JVM對堆棧只進行兩種操作:以幀為單位的壓棧和出棧操作。 我們知道,某個線程正在執行的方法稱為此線程的當前方法.我們可能不知道,當前方法使用的幀稱為當前幀。當線程激活一個Java方法,JVM就會在線程的 Java堆棧裏新壓入一個幀。這個幀自然成為了當前幀.在此方法執行期間,這個幀將用來保存參數,局部變量,中間計算過程和其他數據.這個幀在這裏和編譯原理中的活動紀錄的概念是差不多的. 從Java的這種分配機制來看,堆棧又可以這樣理解:堆棧(Stack)是操作系統在建立某個進程時或者線程(在支持多線程的操作系統中是線程)為這個線程建立的存儲區域，該區域具有先進後出的特性。 每一個Java應用都唯一對應一個JVM實例，每一個實例唯一對應一個堆。應用程序在運行中所創建的所有類實例或數組都放在這個堆中,並由應用所有的線程 共享.跟C/C++不同，Java中分配堆內存是自動初始化的。Java中所有對象的存儲空間都是在堆中分配的，但是這個對象的引用卻是在堆棧中分配,也就是說在建立一個對象時從兩個地方都分配內存，在堆中分配的內存實際建立這個對象，而在堆棧中分配的內存只是一個指向這個堆對象的指針(引用)而已。 GC的思考 Java為什麽慢?JVM的存在當然是一個原因,但有人說,在Java中,除了簡單類型(int,char等)的數據結構,其它都是在堆中分配內存(所以說Java的一切都是對象)，這也 是程序慢的原因之一。 www.2cto.com 我的想法是(應該說代表TIJ的觀點),如果沒有Garbage Collector(GC),上面的說法就是成立的.堆不象棧是連續的空間,沒有辦法指望堆本身的內存分配能夠象堆棧一樣擁有傳送帶般的速度,因為,誰會 為你整理龐大的堆空間,讓你幾乎沒有延遲的從堆中獲取新的空間呢? 這個時候,GC站出來解決問題.我們都知道GC用來清除內存垃圾,為堆騰出空間供程序使用,但GC同時也擔負了另外一個重要的任務,就是要讓Java中堆的內存分配和其他語言中堆棧的內存分配一樣快,因為速度的問題幾乎是眾口一詞的對Java的詬病.要達到這樣的目的,就必須使堆的分配也能夠做到象傳送帶一樣,不用自己操心去找空閑空間.這樣,GC除了負責清除Garbage外,還要負責整理堆中的對象,把它們轉移到一個遠離Garbage的純凈空間中無間隔的排列起來,就象堆棧中一樣緊湊,這樣Heap Pointer就可以方便的指向傳送帶的起始位置,或者說一個未使用的空間,為下一個需要分配內存的對象"指引方向".因此可以這樣說,垃圾收集影響了對象的創建速度,聽起來很怪,對不對? 那GC怎樣在堆中找到所有存活的對象呢?前面說了,在建立一個對象時，在堆中分配實際建立這個對象的內存,而在堆棧中分配一個指向這個堆對象的指針(引 用),那麽只要在堆棧(也有可能在靜態存儲區)找到這個引用,就可以跟蹤到所有存活的對象.找到之後,GC將它們從一個堆的塊中移到另外一個堆的塊中,並 將它們一個挨一個的排列起來,就象我們上面說的那樣,模擬出了一個棧的結構,但又不是先進後出的分配,而是可以任意分配的,在速度可以保證的情況下, Isn‘t it great? 但是，列寧同誌說了,人的優點往往也是人的缺點,人的缺點往往也是人的優點(再暈~~).GC()的運行要占用一個線程,這本身就是一個降低程序運行性能 的缺陷,更何況這個線程還要在堆中把內存翻來覆去的折騰.不僅如此,如上面所說,堆中存活的對象被搬移了位置,那麽所有對這些對象的引用都要重新賦值.這 些開銷都會導致性能的降低. 基礎數據類型直接在棧空間分配，方法的形式參數，直接在棧空間分配，當方法調用完成後從棧空間回收。引用數據類型，需要用new來創建，既在棧空間 分配一個地址空間，又在堆空間分配對象的類變量 。方法的引用參數，在棧空間分配一個地址空間，並指向堆空間的對象區，當方法調用完成後從棧空間回收。局部變量new出來時，在棧空間和堆空間中分配空 間，當局部變量生命周期結束後，棧空間立刻被回收，堆空間區域等待GC回收。方法調用時傳入的literal參數，先在棧空間分配，在方法調用完成後從棧 空間分配。字 符串常量在DATA區域分配，this在堆空間分配。數組既在棧空間分配數組名稱，又在堆空間分配數組實際的大小！ JVM中的堆和棧 JVM是基於堆棧的虛擬機。JVM為每個新創建的線程都分配一個堆棧。也就是說，對於一個Java程序來說，它的運行就是通過對堆棧的操作來完成的。堆棧以幀為單位保存線程的狀態。JVM對堆棧只進行兩種操作:以幀為單位的壓棧和出棧操作。 我們知道，某個線程正在執行的方法稱為此線程的當前方法。我們可能不知道，當前方法使用的幀稱為當前幀。當線程激活一個Java方法，JVM就會在 線程的Java堆棧裏新壓入一個幀。這個幀自然成為了當前幀.在此方法執行期間，這個幀將用來保存參數，局部變量，中間計算過程和其他數據。這個幀在這裏 和編譯原理中的活動紀錄的概念是差不多的。 從Java的這種分配機制來看,堆棧又可以這樣理解：堆棧(Stack)是操作系統在建立某個進程時或者線程(在支持多線程的操作系統中是線程)為這個線程建立的存儲區域，該區域具有先進後出的特性。 每一個Java應用都唯一對應一個JVM實例，每一個實例唯一對應一個堆。應用程序在運行中所創建的所有類實例或數組都放在這個堆中，並由應用所有 的線程共享。跟C/C++不同，Java中分配堆內存是自動初始化的。Java中所有對象的存儲空間都是在堆中分配的，但是這個對象的引用卻是在堆棧中分 配,也就是說在建立一個對象時從兩個地方都分配內存，在堆中分配的內存實際建立這個對象，而在堆棧中分配的內存只是一個指向這個堆對象的指針(引用)而已。

讓你徹底明白JAVA中堆與棧的區別