理解了記憶體，就理解了一切！

    這是我之前看到一個視訊裡面老師經常說的一句話，在當初聽到這句話還沒有什麼感悟，只是當做一句很普通的感悟而已。一年多過去了，也算寫了一些程式碼，再回過頭來看JavaSE部分的知識時，才發現這句話的重要性。這簡直就是對javase最直白簡潔又富有深意的總結。

在理解記憶體之前我們需要知道的預備知識既基本資料型別和引用資料型別，java程式在記憶體中的執行就是對這兩種資料型別的操作。如下圖所示：

    java記憶體博大精深，如果仔細深究肯定夠我們學習好多天了。作為初學者，我們學習記憶體的目的是為了更好的理解程式碼背後的執行原理，寫出更加健壯且安全的程式碼

    從上圖我們看到java虛擬機器給我們分配的記憶體區域有棧空間，堆空間和方法區。棧空間裡面主要存放基本資料型別和物件的引用；堆空間裡面主要存放new出來的物件；方法區中包括Class資訊、靜態變數和常量池，常量池中主要存放常量，如字串常量，基本包裝類常量等。

現在，以建立一個Student物件為例，先建立一個Student類，如下程式碼

package com.bjsxt.test;
/**
 * 定義一個Student類
 *
 */
public class Student {
	//靜態變數
	public static int i = 5;
	//屬性
	private int id;
	private String name;
	private char gender;
	//構造方法
	public Student() {}
	public Student(int id, String name, char gender) {
		this.id = id;
		this.name = name;
		this.gender = gender;
	}
	//get/set方法
	public int getId(){
		return id;
	}
	public void setId(int id){
		this.id = id;
	}
	public String getName(){
		return name;
	}
	public void setName(String name){
		this.name = name;
	}
	public char getGender(){
		return gender;
	}
	public void setGender(char gender) {
		this.gender = gender;
	}
	//生成toString方法
	public String toString() {
		return "Student[id="+id+",name="+name+",gender="+gender+"]";
	}
}
 

    再定義一個Test類，new一個Student物件

package com.bjsxt.test;
/**
 * 定義一個測試類，建立一個Student物件
 *
 */
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		//建立一個變數i
		int i = 12;
		//建立Student物件
		Student stu = new Student(101, "小明", '男');
	}
}

在上面的程式碼中，我們在Test類中定義了一個Student類的例項物件，然後再建立了一個區域性變數i那麼在記憶體中是什麼樣子的呢，請看下圖：

  從上圖中，我們可以看到：區域性變數儲存在棧空間中，stu在棧空間中儲存的是物件Student的引用地址值，既物件的引用也是儲存在棧空間中；而new出來的物件則儲存在堆空間中，注意Student類中定義了一個靜態變數i，它從屬於類，被所有Student例項物件共享，儲存在方法區中；因為Stirng型別的變數屬於字串常量，儲存在常量池中，所以name儲存的內容是字串"小明"的引用地址。

    通過上面的展示，大家是否對java對資料在記憶體中的儲存有了深刻的認識，感覺java記憶體是不是很神奇呢，簡單的建立一個變數或者new一個物件就會在記憶體中出現這麼多有趣的變化。如果大家感覺還是似懂非懂，那麼我們再通過下面的一個例子對java記憶體進行更深入的應用，從而更好的理解java記憶體的執行原理。

    首先看如下程式碼

package com.bjsxt.test;
/**
 * 定義一個測試類
 *
 */
public class Test2 {
	public static void main(String[] args) {
		//建立一個Student物件
		Student stu = new Student(101, "小明", '男');
		//建立一個字串
		String str = "hello";
		//呼叫change()方法
		change(stu, str);
		//列印str和stu
		System.out.println("str="+str+", stu="+stu);
	}
	//change方法
	public static void change(Student stu, String str) {
		str = "welcome";
		stu.setGender('女');
		stu = new Student(102, "小紅", '女');
	}
}

    最後列印的結果是 ：str=hello, stu=Student[id=101,name=小明,gender=女]

    看到這個結果，大家是否很驚訝，str被賦予了一個新的字串常量，應該是"welcome"才對吧，怎麼還是"hello",又或者stu應該是新賦予的物件，怎麼還是原來這個物件呢。那麼接下來，我們再通過記憶體圖畫一遍程式的執行過程，就能洞悉其中的原理。

    程式的執行過程如下圖所示：

    1.在main方法中未執行change()方法之前的圖片

    2.在main方法中執行change()方法時

    在上圖中我們可以看到在呼叫change()方法中的執行過程，這個過程可以這樣解釋：

    1.main方法中的變數stu把物件Student地址賦值給了chang方法中的變數stu,變數str把字串"hello"的地址賦值給了change方法中的變數str;

    2.根據str="welcome"這行程式碼，str的指向地址由原來的0x12變成了0x22，指向常量池中的字串"welcome";

    3.根據stu.setGender('女')這行程式碼，stu指向的Student物件修改了變數gender由'男'變成了'女';

    4.根據stu = new Student(102, "小紅", '女')這行程式碼，stu指向的物件的地址由0x101變成了0x102；

    5.根據stu.i = 6這行程式碼，因為靜態成員變數從屬於類，任何Student的例項物件都可以共享該變數，所以change方法中的變數stu指向的Student例項物件也可以對靜態變數i進行修改變成了6。

    change方法執行完畢之後，進入main方法繼續執行，接下來的記憶體就變成了如下圖所示的情況：

    change方法執行完畢，changge方法中的變數stu和str都會消失，new出來的0x102指向的物件沒有被任何變數引用，雖然不會馬上消失，但是也會被java垃圾回收器回收，最後的記憶體在main方法中就變成了上面這個樣子，於是打印出來的結果就是我們上面看到的結果。

    這就是比較典型的java程式記憶體的執行過程，作為一名程式設計師，這也是我們需要掌握的基本技能，使我們寫程式碼、理解程式碼的的有效手段。當然，上面的知識點只是拋磚引玉，java記憶體的知識博大精深，遠不是現在看到的這樣簡單，大家如果對java虛擬機器中記憶體的分配有更多的興趣，可以到網上找找相關資料學習，也可以買java虛擬機器的相關書籍學習，比如《深入理解java虛擬機器》等書籍。