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深度解析Java内存原型

来源:程序员人生   发布时间:2016-06-08 17:39:37 阅读次数:2412次

寄存器

我们在程序中没法控制。

栈:寄存基本类型的数据和对象的援用,但对象本身不寄存在栈中,而是寄存在

堆中。

堆:寄存用 new 产生的数据。 静态域:寄存在对象中用static定义的静态成员。 常量池:寄存常量。

非 RAM 存储:硬盘等永久存储空间。

常量池 

常量池(constant pool)指的是在编译期被肯定,并被保存在已编译的 class 文件中的1些数

据。除包括代码中所定义的各种基本类型(如 int、long 等等)和对象型(如

String  及数组)的常量值(final)外,还包括1些以文本情势出现的符号援用, 比如:

1、类和接口的全限定名;

2、字段的名称和描写符;

3、方法的名称和描写符。

虚拟机必须为每一个被装载的类型保护1个常量池。常量池就是该类型所用到常量的1个有序集合,包括直接常量(string,integer 等)和其他类型:字段和方 法的符号援用。对 String 常量,它的值是在常量池中的。而 JVM 中的常量池 在 内 存 当 中 是 以 表 的 形 式 存 在 的 , 对 于 String 类型,有1张固定 长度的 CONSTANT_String_info 表用来存储文字字符串值,注意:该表只存储文字字符串 值,不存储符号援用。说到这里,对常量池中的字符串值的存储位置应当有1个比较明了的理解了。在程序履行的时候,常量池会贮存在 Method Area,而不是 堆中。

栈的基本单位是帧(或栈帧):每当1个 Java 线程运行的时候,Java 虚拟机 会为该线程分配1个 Java 栈。该线程在履行某个 Java 方法的时候,向 Java 栈压 入1个帧,这个帧用于存储参数、局部变量、操作数、中间运算结果等。当这个 方法履行完的时候,帧会从栈中弹出。Java 栈上的所有数据是私有的,其他线程 都不能访问该线程的栈数据。在函数中定义的1些基本类型的变量数据和对象的 援用变量都在函数的栈内存中分配。当在1段代码块中定义1个变量时,Java 就 在栈中为这个变量分配内存空间,当该变量退出该作用域后,Java 会自动释放掉 为该变量所分配的内存空间,该内存空间可以立即被另作他用。

Java 虚拟机中的堆用来寄存由 new 创建的对象和数组。在堆中分配的内存,

由 Java  虚拟机的自动垃圾回收机制来管理堆的内存。简单的说和栈相对,堆主 要是用来寄存 Java  对象的,栈主要是用来寄存对象援用的。在堆中产生了1个 数组或对象后,还可以在栈中定义1个特殊的变量,让栈中这个变量的取值等于 数组或对象在堆内存中的首地址,栈中的这个变量就成了数组或对象的援用变量。 援用变量就相当因而为数组或对象起的1个名称,以后就能够在程序中使用栈中 的援用变量来访问堆中的数组或对象。援用变量就相当因而为数组或对象起的1个名称。

援用变量是普通的变量,定义时在栈中分配,援用变量在程序运行到其作用 域以外后被释放。而数组和对象本身在堆中分配,即便程序运行到使用 new 产 生数组或对象的语句所在的代码块以外,数组和对象本身占据的内存不会被释 放,数组和对象在没有援用变量指向它的时候,才变成垃圾,不能再被使用,但依然占据内存空间不放,在随后的1个不肯定的时间被垃圾回收器收走(释放掉)。这也是 Java  比较占内存的缘由。实际上,栈中的变量指向堆内存中的变量,这 就是 Java 中的指针!

java 的堆是1个运行时数据区,类的对象从中分配空间。这些对象通过new + 构造器等指令建立,它们不需要程序代码来显式的释放。堆是由垃圾回收来负责的,堆的优势是可以动态地分配内存大小,生存期也没必要事前告知编译器,因 为它是在运行时动态分配内存的,Java 的垃圾搜集器会自动收走这些不再使用的 数据。但缺点是,由于要在运行时动态分配内存,存取速度较慢。

栈的优势是存取速度比堆要快,仅次于寄存器,栈数据可以同享。但缺点是, 存在栈中的数据大小与生存期必须是肯定的,缺少灵活性。栈中主要寄存1些基 本类型的变量数据(int,short,long,byte,float,double,boolean,char)和 对象援用。

栈有1个很重要的特殊性,就是存在栈中的数据可以同享。假定我们同时定 义: int a=3;int b=3;编译器先处理 int a = 3;首先它会在栈中创建1个变量 为 a 的援用,然后查找栈中是不是有 3 这个值,如果没找到,就将 3 寄存进来,然 后将a 指向 3,接着处理 int b = 3;在创建完 b 的援用变量后,由于在栈中已 有 3 这个值,便将 b 直接指向 3 这样,就出现了 a 与 b 同时均指向 3 的情况。

这时候,如果再令 a=4;那末编译器会重新搜索栈中是不是有 4 值,如果没有,则将 4 寄存进来,并令 a 指向 4;如果已有了,则直接将 a 指向这个地址。因此 a 值的改变不会影响到 b 的值。

要注意这类数据的同享与两个对象的援用同时指向1个对象的这类同享是不同 的,由于这类情况 a 的修改其实不会影响到 b,它是由编译器完成的,它有益于节省空间。而1个对象援用变量修改了这个对象的内部状态,会影响到另外一个对象援用变量。

业务思想

关于JAVA内存的分析是很有必要的,在随着工作和学习的不断深入,分析内存原型是很重要的1步。它可以帮助我们更好地理清我们的思路,知道内存中是如何分配和运行的。


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