分析Java內存分配的棧和堆以及常量池

　　一、java虛擬機內存原型

　　寄存器：我們在程序中無(wú)法控制棧：存放基本類(lèi)型的數據和對象的引用，但對象本身不存放在棧中，而是存放在堆中堆：存放用new產(chǎn)生的數據靜態(tài)域：存放在對象中用static定義的靜態(tài)成員常量池：存放常量非RAM存儲：硬盤(pán)等永久存儲空間。

　　二、常量池（constant pool）

　　常量池指的是在編譯期被確定，并被保存在已編譯的。class文件中的一些數據。除了包含代碼中所定義的各種基本類(lèi)型（如int、long等等）和對象型（如String及數組）的常量值（final）還包含一些以文本形式出現的符號引用，比如：

　　1、類(lèi)和接口的全限定名；

　　2、字段的名稱(chēng)和描述符；

　　3、方法和名稱(chēng)和描述符。

　　虛擬機必須為每個(gè)被裝載的類(lèi)型維護一個(gè)常量池。常量池就是該類(lèi)型所用到常量的一個(gè)有序集和，包括直接常量（string,integer和floating point常量）和對其他類(lèi)型，字段和方法的符號引用。對于String常量，它的值是在常量池中的。而JVM中的常量池在內存當中是以表的形式存在的， 對于String類(lèi)型，有一張固定長(cháng)度的CONSTANT_String_info表用來(lái)存儲文字字符串值，注意：該表只存儲文字字符串值，不存儲符號引 用。說(shuō)到這里，對常量池中的字符串值的存儲位置應該有一個(gè)比較明了的理解了。在程序執行的時(shí)候，常量池 會(huì )儲存在Method Area,而不是堆中。

　　三、Java內存分配中的棧

　　棧的基本單位是幀（或棧幀）：每當一個(gè)java線(xiàn)程運行的時(shí)候， java虛擬機會(huì )為該線(xiàn)程分配一個(gè)java棧。該線(xiàn)程在執行某個(gè)java方法的時(shí)候， 向java棧壓入一個(gè)幀，這個(gè)幀用于存儲參數、局部變量、操作數、中間運算結果等。當這個(gè)方法執行完的時(shí)候，幀會(huì )從棧中彈出。Java棧上的所有數據是私有的，其他線(xiàn)程都不能該線(xiàn)程的棧數據。在函數中定義的一些基本類(lèi)型的變量數據和對象的引用變量都在函數的棧內存中分配。當在一段代碼塊定義一個(gè)變量時(shí)，Java就在棧中 為這個(gè)變量分配內存空間，當該變量退出該作用域后，Java會(huì )自動(dòng)釋放掉為該變量所分配的內存空間，該內存空間可以立即被另作他用。

　　四、Java內存分配中的堆

　　java虛擬機中的堆用來(lái)存放由new創(chuàng )建的對象和數組。 在堆中分配的內存，由Java虛擬機的自動(dòng)的垃圾回收機制來(lái)管理堆的內存。簡(jiǎn)單的說(shuō)和棧相對，堆主要是用來(lái)存放java對象的，棧主要是用來(lái)存放對象引用的…在堆中產(chǎn)生了一個(gè)數組或對象后，還可以 在棧中定義一個(gè)特殊的變量，讓棧中這個(gè)變量的取值等于數組或對象在堆內存中的首地址，棧中的這個(gè)變量就成了數組或對象的引用變量。 引用變量就相當于是 為數組或對象起的一個(gè)名稱(chēng)，以后就可以在程序中使用棧中的引用變量來(lái)訪(fǎng)問(wèn)堆中的數組或對象。引用變量就相當于是為數組或者對象起的一個(gè)名稱(chēng)。

　　引用變量是普通的變量，定義時(shí)在棧中分配，引用變量在程序運行到其作用域之外后被釋放。而數組和對象本身在堆中分配，即使程序運行到使用new 產(chǎn)生數組或者對象的語(yǔ)句所在的代碼塊之外，數組和對象本身占據的內存不會(huì )被釋放，數組和對象在沒(méi)有引用變量指向它的時(shí)候，才變?yōu)槔�圾，不能在被使用，但�?然占據內存空間不放，在隨后的一個(gè)不確定的時(shí)間被垃圾回收器收走（釋放掉）。這也是Java 比較占內存的原因。實(shí)際上，棧中的變量指向堆內存中的變量，這就是Java中的指針！

　　Java的堆是一個(gè)運行時(shí)數據區，類(lèi)的（對象從中分配空間。這些對象通過(guò)new、newarray、anewarray和multianewarray等指令建立，它們不需要程序代碼來(lái)顯式的釋放。堆是由垃圾回收來(lái)負責的，堆的優(yōu)勢是可以動(dòng)態(tài)地分配內存 大小，生存期也不必事先告訴編譯器，因為它是在運行時(shí)動(dòng)態(tài)分配內存的，Java的垃圾收集器會(huì )自動(dòng)收走這些不再使用的數據。但缺點(diǎn)是，由于要在運行時(shí)動(dòng)態(tài) 分配內存，存取速度較慢。

　　棧的優(yōu)勢是，存取速度比堆要快，僅次于寄存器，棧數據可以共享。但缺點(diǎn)是，存在棧中的數據大小與生存期必須是確定的，缺乏靈活性。棧中主要存放一些基本類(lèi)型的變量數據（int, short, long, byte, float, double, boolean, char）和對象句柄（引用）。

　　棧有一個(gè)很重要的特殊性，就是存在棧中的數據可以共享。假設我們同時(shí)定義：

　　int a=3; int b=3; 編譯器先處理int a = 3;首先它會(huì )在棧中創(chuàng )建一個(gè)變量為a的引用，然后查找棧中是否有3這個(gè)值，如果沒(méi)找到，就將3存放進(jìn)來(lái)，然后將a指向3.接著(zhù)處理int b = 3;在創(chuàng )建完b的引用變量后，因為在棧中已經(jīng)有3這個(gè)值，便將b直接指向3.這樣，就出現了a與b同時(shí)均指向3的情況。

　　這時(shí)，如果再令a=4;那么編譯器會(huì )重新搜索棧中是否有4值，如果沒(méi)有，則將4存放進(jìn)來(lái)，并令a指向4;如果已經(jīng)有了，則直接將a指向這個(gè)地址。因此a值的改變不會(huì )影響 到b的值。

　　要注意這種數據的共享與兩個(gè)對象的引用同時(shí)指向一個(gè)對象的這種共享是不同的，因為這種情況a的修改并不會(huì )影響到b, 它是由編譯器完成的，它有利于節省空間。而一個(gè)對象引用變量修改了這個(gè)對象的內部狀態(tài)，會(huì )影響到另一個(gè)對象引用變量。

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