Java中的堆和栈

JAVA在程序运行时,在内存中划分5片空间进行数据的存储。分别是:1:寄存器。2:本地方法区。3:方法区。4:栈。5:堆。

基本,栈stack和堆heap这两个概念很重要,不了解清楚,后面就不用学了。

以下是这几天栈和堆的学习记录和心得。得些记录下来。以后有学到新的,会慢慢补充。

 

一、先说一下最基本的要点

基本数据类型、局部变量都是存放在栈内存中的,用完就消失。
new创建的实例化对象及数组,是存放在堆内存中的,用完之后靠垃圾回收机制不定期自动消除。

 

 

二、先明确以上两点,以下示例就比较好理解了


示例1

main()
  int x=1;
show ()
  int x=2

主函数main()中定义变量int x=1,show()函数中定义变量int x=1。最后show()函数执行完毕。


以上程序执行步骤:

第1步——main()函数是程序入口,JVM先执行,在栈内存中开辟一个空间,存放int类型变量x,同时附值1。
第2步——JVM执行show()函数,在栈内存中又开辟一个新的空间,存放int类型变量x,同时附值2。
     此时main空间与show空间并存,同时运行,互不影响。
第3步——show()执行完毕,变量x立即释放,空间消失。但是main()函数空间仍存在,main中的变量x仍然存在,不受影响。

示意图如下:

 

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示例2

main()
  int[] x=new int[3];
  x[0]=20

主函数main()中定义数组x,元素类型int,元素个数3。

以上程序执行步骤
第1步——执行int[] x=new int[3];
  隐藏以下几分支
  JVM执行main()函数,在栈内存中开辟一个空间,存放x变量(x变量是局部变量)。
  同时,在堆内存中也开辟一个空间,存放new int[3]数组,堆内存会自动内存首地址值,如0x0045。
  数组在栈内存中的地址值,会附给x,这样x也有地址值。所以,x就指向(引用)了这个数组。此时,所有元素均未附值,但都有默认初始化值0。

第2步——执行x[0]=20
  即在堆内存中将20附给[0]这个数组元素。这样,数组的三个元素值分别为20,0,0

示图如下:

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示例3
main()
  int[] x=new int[3];
  x[0]=20
  x=null;

以上步骤执行步骤
第1、2步——与示例2完全一样,略。

第3步——执行x=null;
  null表示空值,即x的引用数组内存地址0x0045被删除了,则不再指向栈内存中的数组。此时,堆中的数组不再被x使用了,即被视为垃圾,JVM会启动垃圾回收机制,不定时自动删除。

示图如下

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示例4
main()
  int[] x=new int[3];
  int[] y=x;
  y[1]=100
  x=null;

以上步骤执行步骤

第1步——与示例2第1步一致,略。
第2步——执行int[] y=x,
  在栈内存定义了新的数组变量内存y,同时将x的值0x0045附给了y。所以,y也指向了堆内存中的同一个数组。
第3步——执行y[1]=100
  即在堆内存中将20附给[0]这个数组元素。这样,数组的三个元素值分别为0,100,0
第4步——执行x=null
  则变量x不再指向栈内存中的数组了。但是,变量y仍然指向,所以数组不消失。

示图如下

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示例5

Car c=new Car;
c.color="blue";
Car c1=new Car;
c1.num=5;

 虽然是个对象都引用new Car,但是是两个不同的对象。每一次new,都产生不同的实体

 

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示例6

Car c=new Car;
c.num=5;
Car c1=c;
c1.color="green";
c.run();

Car c1=c,这句话相当于将对象复制一份出来,两个对象的内存地址值一样。所以指向同一个实体,对c1的属性修改,相当于c的属性也改了。

 

 

三、栈和堆的特点

栈:

函数中定义的基本类型变量,对象的引用变量都在函数的栈内存中分配。
栈内存特点,数数据一执行完毕,变量会立即释放,节约内存空间。
栈内存中的数据,没有默认初始化值,需要手动设置。

 

堆:

堆内存用来存放new创建的对象和数组。
堆内存中所有的实体都有内存地址值。
堆内存中的实体是用来封装数据的,这些数据都有默认初始化值。
堆内存中的实体不再被指向时,JVM启动垃圾回收机制,自动清除,这也是JAVA优于C++的表现之一(C++中需要程序员手动清除)。

 

注:

什么是局部变量:定义在函数中的变量、定义在函数中的参数上的变量、定义在for循环内部的变量

 

局部变量:

1.局部变量定义在局部范围

2.局部变量定义在栈中

3.局部变量内有默认值

4.局部变量随着所属区域执行而存在,所属区域的结束而消失

成员变量:

1成员变量定义在类中

2成员变量定义在堆中

3成员变量有默认值

4成员变量随着醉着对象的创建二存在,随着对象的消失而消失


栈与堆的区别

栈:只能存一个数据

堆:存取多个数据 封装多个数据 存储数组或者对象 具有垃圾回收机制

原文地址:https://blog.csdn.net/hewenjing8168/article/details/79519761
### Java的概念及区别 #### 1. **定义** - ** (Heap)** 是 JVM 中一块用于动态分配内存的空间,主要用来存储对象实例以及数组。当通过 `new` 关键字或其他方式创建对象时,这些对象会被放置在中[^1]。 - ** (Stack)** 则是一个线程私有的区域,主要用于存储方法调用过程中的局部变量、参数以及其他临时数据。每当一个线程被创建时,JVM 就会为其分配一个独立的空间[^2]。 --- #### 2. **存储内容** - ****: - 存储由 `new` 创建的对象及其数组[^3]。 - 如果多个线程共享同一个对象,则该对象只会存在于中的一份副本。 - ****: - 主要存储基本数据类型(如 `int`, `char` 等)、引用类型(指向中对象的指针),以及方法调用过程中产生的局部变量中间计算结果。 --- #### 3. **生命周期** - ****: - 对象一旦不再被任何引用所指向,就会成为垃圾回收器的目标,最终可能被释放。 - 生命周期通常较长,尤其是在程序运行期间持续存在的全局对象或静态对象。 - ****: - 方法结束时,对应的帧会被销毁,其中的数据也随之消失。 - 生命周期较短,仅限于当前方法的作用域内。 --- #### 4. **访问速度** - ****: 访问速度相对较慢,因为需要跨线程协调并处理复杂的内存管理逻辑。 - ****: 访问速度快得多,因为它采用的是连续的内存布局,并且每个线程都有自己的空间,无需竞争资源[^2]。 --- #### 5. **内存大小与分配机制** - ****: - 大小可配置(通过 `-Xms` `-Xmx` 参数设置初始值最大值)。 - 动态扩展性强,适合存储大量复杂结构化的数据。 - ****: - 默认大小较小(一般几 MB 左右),可以通过 `-Xss` 参数调整单个线程的大小。 - 不支持动态扩展,如果超出限制可能会抛出 `StackOverflowError` 或者 `OutOfMemoryError`。 --- #### 6. **线程安全性** - ****: 各个线程可以共享同一块内存,因此存在并发访问的风险,需额外注意同步控制。 - ****: 属于线程隔离区域,不同线程之间无法互相干扰,天然具备较高的线程安全特性。 --- #### 示例代码说明 以下是关于的一个简单例子: ```java public class HeapAndStackExample { public static void main(String[] args) { int a = 10; // 变量 'a' 存在于中 String str = new String("hello"); // 字符串对象存于中,“str”作为引用位于 System.out.println(a); System.out.println(str); } } ``` 在这个例子中: - 整型变量 `a` 的实际数值存储在里; - 使用 `new` 构造函数生成了一个字符串对象 `"hello"` 放置到了上,而变量 `str` 实际只是保存了这个对象地址的信息,在区内维护着它。 --- ### 结论 综上所述,了解的工作原理有助于开发者优化性能表现,减少不必要的内存消耗或者避免潜在错误的发生。合理利用两者各自的优势能够使应用程序更加健壮稳定。
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