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java記憶體的詳細介紹

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  java記憶體的詳細介紹

  Java 中的堆和棧 Java把記憶體劃分成兩種:一種是棧記憶體,一種是堆記憶體。

java記憶體的詳細介紹

在函式中定義的一些基本型別的變數和物件的引用變數都是在函式的棧記憶體中分配。當在一段程式碼塊中定義一個變數時,java就在棧中為這個變數分配記憶體空間,當超過變數的作用域後,java會自動釋放掉為該變數分配的記憶體空間,該記憶體空間可以立刻被另作他用。

堆記憶體用於存放由new建立的物件和陣列。在堆中分配的記憶體,由java虛擬機器自動垃圾回收器來管理。在堆中產生了一個數組或者物件後,還可以在棧中定義一個特殊的變數,這個變數的取值等於陣列或者物件在堆記憶體中的首地址,在棧中的這個特殊的變數就變成了陣列或者物件的引用變數,以後就可以在程式中使用棧記憶體中的引用變數來訪問堆中的陣列或者物件,引用變數相當於為陣列或者物件起的一個別名,或者代號。

引用變數是普通變數,定義時在棧中分配記憶體,引用變數在程式執行到作用域外釋放。而陣列&物件本身在堆中分配,即使程式執行到使用new產生陣列和物件的語句所在地程式碼塊之外,陣列和物件本身佔用的堆記憶體也不會被釋放,陣列和物件在沒有引用變數指向它的時候,才變成垃圾,不能再被使用,但是仍然佔著記憶體,在隨後的一個不確定的.時間被垃圾回收器釋放掉。這個也是java比較佔記憶體的主要原因,實際上,棧中的變數指向堆記憶體中的變數,這就是 Java 中的指標!

  Java 中的堆和棧

Java把記憶體劃分成兩種:一種是棧記憶體,一種是堆記憶體。

1.棧(stack)與堆(heap)都是Java用來在Ram中存放資料的地方。與C++不同,Java自動管理棧和堆,程式設計師不能直接地設定棧或堆。

2. 棧的優勢是,存取速度比堆要快,僅次於直接位於CPU中的暫存器。但缺點是,存在棧中的資料大小與生存期必須是確定的,缺乏靈活性。另外,棧資料可以共享。堆的優勢是可以動態地分配記憶體大小,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資料。但缺點是,由於要在執行時動態分配記憶體,存取速度較慢。

3. Java中的資料型別有兩種。

一種是基本型別(primitive types), 共有8種,即int, short, long, byte, float, double, boolean, 注意,

並沒有string的基本型別)。這種型別的定義是通過諸如int a = 3; long b = 255L;的形式來定義的,稱為自動變數。值得注意的是, 自動變數存的是字面值,不是類的例項,即不是類的引用,這裡並沒有類的存在。如int a = 3; 這裡的a是一個指向int型別的引用,

指向3這個字面值。這些字面值的資料,由於大小可知,生存期可知(這些字面值固定定義在某個程式塊裡面,程式塊退出後,欄位值就消失了),

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,就是存在棧中的資料可以共享。假設我們同時定義:

int a = 3;

int b = 3;

編譯器先處理int a = 3;首先它會在棧中建立一個變數為a的引用,然後查詢有沒有字面值為3的地址,沒找到,就開闢一個存放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;在建立完b的引用變數後,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。

特別注意的是,這種字面值的引用與類物件的引用不同。假定兩個類物件的引用同時指向一個物件,如果一個物件引用變數修改了這個 物件的內部狀態,那麼另一個物件引用變數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;那麼,b不會等於4,還是等於3。在編譯器內部,遇到a=4;時,它 就會重新搜尋棧中是否有4的字面值,如果沒有,重新開闢地址存放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。

另一種是包裝類資料,如Integer, String, Double等將相應的基本資料型別包裝起來的類。這些類資料全部存在於堆中,Java用new() 語句來顯示地告訴編譯器,在執行時才根據需要動態建立,因此比較靈活,但缺點是要佔用更多的時間。

  在JAVA中,有不同的地方可以儲存資料:

1. 暫存器(register)。這是最快的儲存區,因為它位於不同於其他儲存區的地方——處理器內部。但是暫存器的數量極其有限,所以 暫存器由編譯器根據需求進行分配。你不能直接控制,也不能在程式中感覺到暫存器存在的任何跡象。

2. 堆疊(stack)。位於通用RAM中,但通過它的“堆疊指標”可以從處理器哪裡獲得支援。堆疊指標若向下移動,則分配新的記憶體;若 向上移動,則釋放那些記憶體。這是一種快速有效的分配儲存方法,僅次於暫存器。建立程式時候,JAVA編譯器必須知道儲存在堆疊內所 有資料的確切大小和生命週期,因為它必須生成相應的程式碼,以便上下移動堆疊指標。這一約束限制了程式的靈活性,所以雖然某些JA VA資料儲存在堆疊中——特別是物件引用,但是JAVA物件不儲存其中。

3. 堆(heap)。一種通用性的記憶體池(也存在於RAM中),用於存放所以的JAVA物件。堆不同於堆疊的好處是:編譯器不需要知道要從堆 裡分配多少儲存區域,也不必知道儲存的資料在堆裡存活多長時間。因此,在堆裡分配儲存有很大的靈活性。當你需要建立一個物件的時候 ,只需要new寫一行簡單的程式碼,當執行這行程式碼時,會自動在堆裡進行儲存分配。當然,為這種靈活性必須要付出相應的程式碼。用堆進行 儲存分配比用堆疊進行儲存儲存需要更多的時間。

4. 靜態儲存(static storage)。這裡的“靜態”是指“在固定的位置”。靜態儲存裡存放程式執行時一直存在的資料。你可用關鍵字static 來標識一個物件的特定元素是靜態的,但JAVA物件本身從來不會存放在靜態儲存空間裡。

5. 常量儲存(constant storage)。常量值通常直接存放在程式程式碼內部,這樣做是安全的,因為它們永遠不會被改變。有時,在嵌入 式系統中,常量本身會和其他部分分割離開,所以在這種情況下,可以選擇將其放在ROM中