摘要：內(nèi)存分配解析四方法執(zhí)行完畢，立即釋放局部變量所占用的棧空間。內(nèi)存分配解析五調(diào)用對(duì)象的方法，以實(shí)例為參數(shù)。堆和棧的小結(jié)以上就是程序運(yùn)行時(shí)內(nèi)存分配的大致情況。

java中有很多類型的變量、靜態(tài)變量、全局變量及對(duì)象等，這些變量在java運(yùn)行的時(shí)候到底是如何分配內(nèi)存的呢？接下來(lái)有必要對(duì)此進(jìn)行一些探究。

基本知識(shí)概念：

（1）寄存器：最快的存儲(chǔ)區(qū), 由編譯器根據(jù)需求進(jìn)行分配,我們?cè)诔绦蛑袩o(wú)法控制
（2）棧：存放基本類型的變量數(shù)據(jù)和對(duì)象的引用，但對(duì)象本身不存放在棧中，而是存放在堆（new 出來(lái)的對(duì)象）或者常量池中（字符串常量對(duì)象存放在常量池中。）
    【1】存儲(chǔ)局部變量，方法的參數(shù)，對(duì)象的引用及中間運(yùn)算結(jié)果等數(shù)據(jù)；
    【2】棧的優(yōu)勢(shì)是，存取速度比堆快，僅次于寄存器，棧數(shù)據(jù)可以共享；
    【3】但缺點(diǎn)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.
（3）堆：存放所有new出來(lái)的對(duì)象。
    【1】即java運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建的所有引用類型（類類型，數(shù)組類型）。
    【2】堆中分配的內(nèi)存，由java虛擬機(jī)的自動(dòng)垃圾回收器來(lái)管理。
    【3】其優(yōu)勢(shì)就是可以動(dòng)態(tài)的分配內(nèi)存大小，生存期也不用事先告訴編譯器，因?yàn)樗鼤r(shí)運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存的；
    【4】缺點(diǎn)是，由于要在運(yùn)行時(shí)分配內(nèi)存，存取速度較慢。
（4）靜態(tài)域：存放靜態(tài)成員（static定義的）
（5）常量池：存放字符串常量和基本類型常量（public static final）。
（6）非RAM存儲(chǔ)：硬盤等永久存儲(chǔ)空間

首先要知道的是Java程序運(yùn)行在JVM(Java Virtual Machine，Java虛擬機(jī))上，可以把JVM理解成Java程序和操作系統(tǒng)之間的橋梁，JVM實(shí)現(xiàn)了Java的平臺(tái)無(wú)關(guān)性，由此可見(jiàn)JVM的重要性。

所以在學(xué)習(xí)Java內(nèi)存分配原理的時(shí)候一定要牢記這一切都是在JVM中進(jìn)行的，JVM是內(nèi)存分配原理的基礎(chǔ)與前提。

寄存器：JVM內(nèi)部虛擬寄存器，存取速度非?？?，程序不可控制。

棧：保存局部變量的值，包括：

（1）用來(lái)保存基本數(shù)據(jù)類型的值；
（2）保存類的實(shí)例，即堆區(qū)對(duì)象的引用(指針)。也可以用來(lái)保存加載方法時(shí)的幀。

堆：用來(lái)存放動(dòng)態(tài)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，比如new出來(lái)的對(duì)象。注意：

（1）創(chuàng)建出來(lái)的對(duì)象只包含屬于各自的成員變量，并不包括成員方法。
（2）因?yàn)橥粋€(gè)類的對(duì)象擁有各自的成員變量，存儲(chǔ)在各自的堆中，但是他們共享該類的方法，并不是每創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象就把成員方法復(fù)制一次。

常量池：常量池存在于堆中。

（1）JVM為每個(gè)已加載的類型維護(hù)一個(gè)常量池；
（2）常量池就是這個(gè)類型用到的常量的一個(gè)有序集合。
（3）包括直接常量(基本類型，String)和對(duì)其他類型、方法、字段的符號(hào)引用。
（4）池中的數(shù)據(jù)和數(shù)組一樣通過(guò)索引訪問(wèn)。
（5）由于常量池包含了一個(gè)類型所有的對(duì)其他類型、方法、字段的符號(hào)引用，所以常量池在Java的動(dòng)態(tài)鏈接中起了核心作用。

代碼段：用來(lái)存放從硬盤上讀取的源程序代碼。

數(shù)據(jù)段：用來(lái)存放static定義的靜態(tài)成員。

內(nèi)存圖：

備注：

（1）一個(gè)Java文件，只要有main入口方法，我們就認(rèn)為這是一個(gè)Java程序，可以多帶帶編譯運(yùn)行。
（2）無(wú)論是普通類型的變量還是引用類型的變量(俗稱實(shí)例)，都可以作為局部變量，他們都可以出現(xiàn)在棧中。
（3）只不過(guò)普通類型的變量在棧中直接保存它所對(duì)應(yīng)的值，而引用類型的變量保存的是一個(gè)指向堆區(qū)的指針，通過(guò)這個(gè)指針，就可以找到這個(gè)實(shí)例在堆區(qū)對(duì)應(yīng)的對(duì)象。
（4）因此，普通類型變量只在棧區(qū)占用一塊內(nèi)存，而引用類型變量要在棧區(qū)和堆區(qū)各占一塊內(nèi)存。

參考代碼示例：

內(nèi)存分配解析一：

（1）JVM自動(dòng)尋找main方法，執(zhí)行第一句代碼，創(chuàng)建一個(gè)Test類的實(shí)例，在棧中分配一塊內(nèi)存，存放一個(gè)指向堆區(qū)對(duì)象的指針110925
（2）創(chuàng)建一個(gè)int類型的變量date，由于是基本類型，直接在棧中存放date對(duì)應(yīng)的值9
（3）創(chuàng)建兩個(gè)BirthDate類的實(shí)例d1、d2，在棧中分別存放了對(duì)應(yīng)的指針，指向各自的對(duì)象。它們?cè)趯?shí)例化時(shí)調(diào)用了有參數(shù)的構(gòu)造方法，因此對(duì)象中有自定義初始值

內(nèi)存分配解析二：

（1）調(diào)用test對(duì)象的change1方法，并且以date為參數(shù)。JVM讀到這段代碼時(shí)，檢測(cè)到i是局部變量，因此會(huì)把它放在棧中，并且會(huì)把date的值賦給i

內(nèi)存分配解析三：

（1）把1234賦給i。很簡(jiǎn)單的一步。

內(nèi)存分配解析四：

（1） change1方法執(zhí)行完畢，立即釋放局部變量i所占用的?？臻g。

內(nèi)存分配解析五：

（1）調(diào)用test對(duì)象的change2方法，以實(shí)例d1為參數(shù)。
（2）JVM檢測(cè)到change2方法中的b參數(shù)為局部變量，立即加入到棧中
（3）由于是引用類型的變量，所以b中保存的是d1中的指針，此時(shí)b和d1指向同一個(gè)堆中的對(duì)象。
（4）在b和d1之間傳遞的是指針。

內(nèi)存分配解析六：

（1）change2方法中又實(shí)例化了一個(gè)BirthDate對(duì)象，并且賦給b。
（2）在內(nèi)部執(zhí)行過(guò)程是：在堆區(qū)new了一個(gè)對(duì)象，并且把該對(duì)象的指針保存在棧中的b對(duì)應(yīng)空間，此時(shí)實(shí)例b不再指向?qū)嵗齞1所指向的對(duì)象，但是實(shí)例d1所指向的對(duì)象并無(wú)變化，這樣無(wú)法對(duì)d1造成任何影響。

內(nèi)存分配解析七：

（1）change2方法執(zhí)行完畢，立即釋放局部引用變量b所占的棧空間；
（2）注意只是釋放了?？臻g，堆空間要等待自動(dòng)回收。

內(nèi)存分配解析八：

（1）調(diào)用test實(shí)例的change3方法，以實(shí)例d2為參數(shù)。
（2）同理，JVM會(huì)在棧中為局部引用變量b分配空間，并且把d2中的指針存放在b中，此時(shí)d2和b指向同一個(gè)對(duì)象。再調(diào)用實(shí)例b的setDay方法，其實(shí)就是調(diào)用d2指向的對(duì)象的setDay方法。
（3）調(diào)用實(shí)例b的setDay方法會(huì)影響d2，因?yàn)槎咧赶虻氖峭粋€(gè)對(duì)象。

內(nèi)存分配解析九：

（1）change3方法執(zhí)行完畢，立即釋放局部引用變量b。

以上就是Java程序運(yùn)行時(shí)內(nèi)存分配的大致情況。

其實(shí)也沒(méi)什么，掌握了思想就很簡(jiǎn)單了。無(wú)非就是兩種類型的變量：基本類型和引用類型。

二者作為局部變量，都放在棧中，基本類型直接在棧中保存值，引用類型只保存一個(gè)指向堆區(qū)的指針，真正的對(duì)象在堆里。作為參數(shù)時(shí)基本類型就直接傳值，引用類型傳指針。

分清什么是實(shí)例什么是對(duì)象。Class a= new Class();此時(shí)a叫實(shí)例，而不能說(shuō)a是對(duì)象。實(shí)例在棧中，對(duì)象在堆中，操作實(shí)例實(shí)際上是通過(guò)實(shí)例的指針間接操作對(duì)象。多個(gè)實(shí)例可以指向同一個(gè)對(duì)象。

棧中的數(shù)據(jù)和堆中的數(shù)據(jù)銷毀并不是同步的。方法一旦結(jié)束，棧中的局部變量立即銷毀，但是堆中對(duì)象不一定銷毀。因?yàn)榭赡苡衅渌兞恳仓赶蛄诉@個(gè)對(duì)象，直到棧中沒(méi)有變量指向堆中的對(duì)象時(shí)，它才銷毀，而且還不是馬上銷毀，要等垃圾回收掃描時(shí)才可以被銷毀。

以上的棧、堆、代碼段、數(shù)據(jù)段等等都是相對(duì)于應(yīng)用程序而言的。

每一個(gè)應(yīng)用程序都對(duì)應(yīng)唯一的一個(gè)JVM實(shí)例，每一個(gè)JVM實(shí)例都有自己的內(nèi)存區(qū)域，互不影響。并且這些內(nèi)存區(qū)域是所有線程共享的。這里提到的棧和堆都是整體上的概念，這些堆棧還可以細(xì)分。

類的成員變量在不同對(duì)象中各不相同，都有自己的存儲(chǔ)空間(成員變量在堆中的對(duì)象中)。

而類的方法卻是該類的所有對(duì)象共享的，只有一套，對(duì)象使用方法的時(shí)候方法才被壓入棧，方法不使用則不占用內(nèi)存。

預(yù)備知識(shí)：

（1）基本類型和基本類型的包裝類。
（2）基本類型有：byte、short、int、char、long、boolean
（3）基本類型的包裝類：Byte、Short、Integer、Character、Long、Boolean。注意區(qū)分大小寫。
（4）二者的區(qū)別：基本類型體現(xiàn)在程序中是普通變量，基本類型的包裝類是類，體現(xiàn)在程序中是引用變量。（5）因此二者在內(nèi)存中的存儲(chǔ)位置不同：基本類型存儲(chǔ)在棧中，而基本類型的包裝類存儲(chǔ)在堆中。
（6）上邊提到的這些包裝類都實(shí)現(xiàn)了常量池技術(shù)，另外兩種浮點(diǎn)類型的包裝類則沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。
（7）另外，String類型也實(shí)現(xiàn)了常量池技術(shù)。

參考代碼示例：

public class test{
   public static void main(String[] args){
       objPoolTest();
   }
   
   public static void objPoolTest(){
       int i = 40;
       int i0 = 40;
       Integer i1 = 40;
       Integer i2 = 40;
       Integer i3 = 0;
       Integer i4 = new Integer(40);
       Integer i5 = new Integer(40);
       Integer i6 = new Integer(0);
       Double d1 = 1.0;
       Double d2 = 1.0;
       
       System.out.println("i=i0	" + (i == i0));
       System.out.println("i1=i2	" + (i1 == i2));  
       System.out.println("i1=i2+i3	" + (i1 == i2 + i3));  
       System.out.println("i4=i5	" + (i4 == i5));  
       System.out.println("i4=i5+i6	" + (i4 == i5 + i6));      
       System.out.println("d1=d2	" + (d1==d2));   
         
       System.out.println();
   }
}

結(jié)果：

i=i0    true  
i1=i2   true  
i1=i2+i3        true  
i4=i5   false  
i4=i5+i6        true  
d1=d2   false 

結(jié)果分析：

（1）i和i0均是普通類型(int)的變量，所以數(shù)據(jù)直接存儲(chǔ)在棧中，而棧有一個(gè)很重要的特性：棧中的數(shù)據(jù)可以共享。當(dāng)我們定義了int i = 40;，再定義int i0 = 40;這時(shí)候會(huì)自動(dòng)檢查棧中是否有40這個(gè)數(shù)據(jù)，如果有，i0會(huì)直接指向i的40，不會(huì)再添加一個(gè)新的40。
（2）i1和i2均是引用類型，在棧中存儲(chǔ)指針，因?yàn)镮nteger是包裝類。由于Integer 包裝類實(shí)現(xiàn)了常量池技術(shù)，因此i1、i2的40均是從常量池中獲取的，均指向同一個(gè)地址，因此i1=12。
（3）很明顯這是一個(gè)加法運(yùn)算，Java的數(shù)學(xué)運(yùn)算都是在棧中進(jìn)行的，Java會(huì)自動(dòng)對(duì)i1、i2進(jìn)行拆箱操作轉(zhuǎn)化成整型，因此i1在數(shù)值上等于i2+i3。
（4）i4和i5 均是引用類型，在棧中存儲(chǔ)指針，因?yàn)镮nteger是包裝類。但是由于他們各自都是new出來(lái)的，因此不再?gòu)某Ａ砍貙ふ覕?shù)據(jù)，而是從堆中各自new一個(gè)對(duì)象，然后各自保存指向?qū)ο蟮闹羔?，所以i4和i5不相等，因?yàn)樗麄兯嬷羔槻煌赶驅(qū)ο蟛煌?（5）這也是一個(gè)加法運(yùn)算，和3同理。
（6）d1和d2均是引用類型，在棧中存儲(chǔ)指針，因?yàn)镈ouble是包裝類。但Double包裝類沒(méi)有實(shí)現(xiàn)常量池技術(shù)，因此Double d1=1.0;相當(dāng)于Double d1=new Double(1.0);，是從堆new一個(gè)對(duì)象，d2同理。因此d1和d2存放的指針不同，指向的對(duì)象不同，所以不相等。

以上提到的基本類型包裝類都實(shí)現(xiàn)了常量池技術(shù)，但它們維護(hù)的常量?jī)H僅是【-128～127】這個(gè)范圍內(nèi)的常量。

如果常量值超過(guò)這個(gè)范圍，就會(huì)從堆中創(chuàng)建對(duì)象，不再?gòu)某Ａ砍刂蝎@取。

String類型也實(shí)現(xiàn)了常量池技術(shù)，但是稍微有點(diǎn)不同。

String類型是先檢測(cè)常量池中有沒(méi)有對(duì)應(yīng)字符串，如果有，則取出來(lái)；如果沒(méi)有，則把當(dāng)前的添加進(jìn)去。

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