`
zhaohaolin
  • 浏览: 1011396 次
  • 性别: Icon_minigender_1
  • 来自: 杭州
社区版块
存档分类
最新评论

java中堆(heap)和堆栈(stack)有什么区别

    博客分类:
  • JVM
阅读更多

stack 和 heep 都是内存的一部分

stack 空间小,速度比较快, 用来放对象的引用

heep 大,一般所有创建的对象都放在这里。

栈(stack):是一个先进后出的数据结构,通常用于保存方法(函数)中的参数,局部变量.

在java中,所有基本类型和引用类型都在栈中存储.栈中数据的生存空间一般在当前scopes内(就是由{...}括起来的区域).

堆(heap):是一个可动态申请的内存空间(其记录空闲内存空间的链表由操作系统维护),C中的malloc语句所产生的内存空间就在堆中.

在java中,所有使用new xxx()构造出来的对象都在堆中存储,当垃圾回收器检测到某对象未被引用,则自动销毁该对象.所以,理论上说java中对象的生存空间是没有限制的,只要有引用类型指向它,则它就可以在任意地方被使用.

        1. 栈(stack)与堆(heap)都是Java用来在Ram中存放数据的地方。与C++不同,Java自动管理栈和堆,程序员不能直接地设置栈或堆。

        2. 栈的优势是,存取速度比堆要快,仅次于直接位于CPU中的寄存器。但缺点是,存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的,缺乏灵活性。另外,栈数据可以共 享,详见第3点。堆的优势是可以动态地分配内存大小,生存期也不必事先告诉编译器,Java的垃圾收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。

        3. Java中的数据类型有两种。

        一种是基本类型(primitive types), 共有8种,即int, short, long, byte, float, double, boolean, char(注意,并没有string的基本类型)。这种类型的定义是通过诸如int a = 3; long b = 255L;的形式来定义的,称为自动变量。值得注意的是,自动变量存的是字面值,不是类的实例,即不是类的引用,这里并没有类的存在。如int a = 3; 这里的a是一个指向int类型的引用,指向3这个字面值。这些字面值的数据,由于大小可知,生存期可知(这些字面值固定定义在某个程序块里面,程序块退出 后,字段值就消失了),出于追求速度的原因,就存在于栈中。

另外,栈有一个很重要的特殊性,就是存在栈中的数据可以共享。假设我们同时定义:

            int a = 3;

            int b = 3;

编译器先处理int a = 3;首先它会在栈中创建一个变量为a的引用,然后查找有没有字面值为3的地址,没找到,就开辟一个存放3这个字面值的地址,然后将a指向3的地址。接着处 理int b = 3;在创建完b的引用变量后,由于在栈中已经有3这个字面值,便将b直接指向3的地址。

这样,就出现了a与b同时均指向3的情况。特别注意的是,这种字面值的引用与类对象的引用不同。

假定两个类对象的引用同时指向一个对象,如果一个对象引用变量修改了这个对象的内部状态,那么另一个对象引用变量也即刻反映出这个变化。

相反,通过字面值的引用来修改其值,不会导致另一个指向此字面值的引用的值也跟着改变的情况。

如上例,我们定义完a与b的值后,再令a=4;那么,b不会等于4,还是等于3。在编译器内部,遇到a=4;时,它就会重新搜索栈中是否有4的字面值,如果没有,重新开辟地址存放4的值;如果已经有了,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。

        另一种是包装类数据,如Integer, String, Double等将相应的基本数据类型包装起来的类。这些类数据全部存在于堆中,Java用new()语句来显示地告诉编译器,在运行时才根据需要动态创 建,因此比较灵活,但缺点是要占用更多的时间。

        4.String是一个特殊的包装类数据。即可以用String str = new String("abc");的形式来创建,也可以用String str = "abc";的形式来创建(作为对比,在JDK 5.0之前,你从未见过Integer i = 3;的表达式,因为类与字面值是不能通用的,除了String。而在JDK 5.0中,这种表达式是可以的!因为编译器在后台进行Integer i = new Integer(3)的转换!)。

前者是规范的类的创建过程,即在Java中,一切都是对象,而对象是类的实例,全部通过 new()的形式来创建。Java中的有些类,如DateFormat类,可以通过该类的getInstance()方法来返回一个新创建的类,似乎违反 了此原则。其实不然。该类运用了单例模式来返回类的实例,只不过这个实例是在该类内部通过new()来创建的,而getInstance()向外部隐藏了 此细节。那为什么在String str = "abc";中,并没有通过new()来创建实例,是不是违反了上述原则?其实没有。

5. 关于String str = "abc"的内部工作。Java内部将此语句转化为以下几个步骤:

(1)先定义一个名为str的对String类的对象引用变量:String str;

(2)在栈中查找有没有存放值为"abc"的地址,如果没有,则开辟一个存放字面值 为"abc"的地址,接着创建一个新的String类的对象o,并将o的字符串值指向这个地址,而且在栈中这个地址旁边记下这个引用的对象o。如果已经有 了值为"abc"的地址,则查找对象o,并返回o的地址。

(3)将str指向对象o的地址。

值得注意的是,一般String类中字符串值都是直接存值的。但像String str = "abc";这种场合下,其字符串值却是保存了一个指向存在栈中数据的引用!

为了更好地说明这个问题,我们可以通过以下的几个代码进行验证。

            String str1 = "abc";

            String str2 = "abc";

            System.out.println(str1==str2); //true

注意,我们这里并不用str1.equals(str2);的方式,因为这将比较两个字符串的值是否相等。==号,根据JDK的说明,只有在两个引用都指向了同一个对象时才返回真值。而我们在这里要看的是,str1与str2是否都指向了同一个对象。

结果说明,JVM创建了两个引用str1和str2,但只创建了一个对象,而且两个引用都指向了这个对象。

我们再来更进一步,将以上代码改成:

            String str1 = "abc";

            String str2 = "abc";

            str1 = "bcd";

            System.out.println(str1 + "," + str2); //bcd, abc

            System.out.println(str1==str2); //false

这就是说,赋值的变化导致了类对象引用的变化,str1指向了另外一个新对象!而str2仍旧指向原来的对象。上例中,当我们将str1的值改为"bcd"时,JVM发现在栈中没有存放该值的地址,便开辟了这个地址,并创建了一个新的对象,其字符串的值指向这个地址。

事实上,String类被设计成为不可改变(final)的类。如果你要改变其值,可以,但 JVM在运行时根据新值悄悄创建了一个新对象,然后将这个对象的地址返回给原来类的引用。这个创建过程虽说是完全自动进行的,但它毕竟占用了更多的时间。 在对时间要求比较敏感的环境中,会带有一定的不良影响。

再修改原来代码:

            String str1 = "abc";

            String str2 = "abc";

            str1 = "bcd";

            String str3 = str1;

            System.out.println(str3); //bcd

            String str4 = "bcd";

            System.out.println(str1 == str4); //true

str3这个对象的引用直接指向str1所指向的对象(注意,str3并没有创建新对象)。当str1改完其值后,再创建一个String的引用str4,并指向因str1修改值而创建的新的对象。可以发现,这回str4也没有创建新的对象,从而再次实现栈中数据的共享。

我们再接着看以下的代码。

            String str1 = new String("abc");

            String str2 = "abc";

            System.out.println(str1==str2); //false

创建了两个引用。创建了两个对象。两个引用分别指向不同的两个对象。

            String str1 = "abc";

            String str2 = new String("abc");

            System.out.println(str1==str2); //false

创建了两个引用。创建了两个对象。两个引用分别指向不同的两个对象。

以上两段代码说明,只要是用new()来新建对象的,都会在堆中创建,而且其字符串是单独存值的,即使与栈中的数据相同,也不会与栈中的数据共享。

6. 数据类型包装类的值不可修改。不仅仅是String类的值不可修改,所有的数据类型包装类都不能更改其内部的值。

7. 结论与建议:

(1)我们在使用诸如String str = "abc";的格式定义类时,总是想当然地认为,我们创建了String类的对象str。担心陷阱!对象可能并没有被创建!唯一可以肯定的是,指向 String类的引用被创建了。至于这个引用到底是否指向了一个新的对象,必须根据上下文来考虑,除非你通过new()方法来显要地创建一个新的对象。因 此,更为准确的说法是,我们创建了一个指向String类的对象的引用变量str,这个对象引用变量指向了某个值为"abc"的String类。清醒地认 识到这一点对排除程序中难以发现的bug是很有帮助的。

(2)使用String str = "abc";的方式,可以在一定程度上提高程序的运行速度,因为JVM会自动根据栈中数据的实际情况来决定是否有必要创建新对象。而对于String str = new String("abc");的代码,则一概在堆中创建新对象,而不管其字符串值是否相等,是否有必要创建新对象,从而加重了程序的负担。

(3)当比较包装类里面的数值是否相等时,用equals()方法;当测试两个包装类的引用是否指向同一个对象时,用==。

(4)由于String类的final性质,当String变量需要经常变换其值时,应该考虑使用StringBuffer类,以提高程序效率。

分享到:
评论

相关推荐

    堆(heap)与栈(stack)的区别

    堆(heap)与栈(stack)是计算机内存管理中的两种基本数据结构,用于存储程序运行时产生的临时变量。在C语言中,这两种内存区域有非常明确的区分,对于理解程序的内存分配和回收具有重要意义。 首先,栈是一种特殊...

    java堆栈详解 PDF 下载

    在 Java 中,内存分为两个主要区域:堆(Heap)和栈(Stack)。本文将深入探讨Java堆栈的概念、工作原理以及它们在程序执行中的角色。 1. 堆(Heap) - 堆是Java内存模型中的主要部分,主要用于存储对象实例。所有...

    java堆栈的区别 -- 详解

    ### Java堆栈的区别详解 #### 一、预备知识—程序的内存分配 程序在运行时,根据不同的数据类型和用途,会被分配到不同的内存区域。这些区域包括: 1. **栈区(Stack)**:这部分内存由编译器自动管理,主要用于...

    java 栈和堆,Java自动管理栈和堆

    栈(stack)与堆(heap)都是Java用来在Ram中存放数据的地方。与C++不同,Java自动管理栈和堆,程序员不能直接地设置栈或堆。

    java堆-栈-堆栈常量池的区别,史上最全总结

    Java编程语言中,堆和栈是两种不同的内存区域,它们各自有不同的作用和管理方式。这里是对它们以及常量池的详细解释: 1. 栈(Stack): 栈内存主要用于存储程序执行过程中的局部变量、方法参数和方法调用的返回...

    Java中堆内存和栈内存详解

    本文将深入探讨Java中的两种主要内存区域:堆内存(Heap Memory)和栈内存(Stack Memory)。这两种内存分别承担着不同的角色,对于程序员理解和优化Java程序至关重要。 #### 二、栈内存 栈内存主要用于存储方法的...

    堆栈和托管堆

    在编程领域,堆栈和堆是两种不同的内存管理机制,主要应用于存储程序中的变量和对象。堆栈(Stack)主要用于存储基本数据类型和函数调用时的上下文信息,而堆(Heap)则是用于存储复杂对象和动态分配的内存。 堆栈...

    Java中堆内存与栈内存分配浅析

    Java中的内存管理主要涉及到堆内存(Heap)和栈内存(Stack),这两者在程序执行时承担着不同的职责。栈内存主要用于存储程序运行时的基本类型变量(如int、char)和对象引用,而堆内存则是用来存放由`new`操作符...

    Java堆栈内存分析笔记

    首先,我们要理解Java内存的两个主要部分:堆(Heap)和栈(Stack)。堆主要用于存储对象实例,而栈则用于存储基本类型变量和对象引用。堆内存是全局的,所有线程共享,它的大小在JVM启动时可以指定。栈内存则是每个...

    Java中堆与栈的内存分配.pdf

    Java中的内存分配策略有三种:静态存储分配、栈式存储分配和堆式存储分配。静态存储分配是在编译时就能确定每个数据目标在运行时刻的存储空间需求的。栈式存储分配是由一个类似于堆栈的运行栈来实现的,程序对数据区...

    java 内存中 堆、栈、常量池、方法区的总结

    在Java内存管理中,堆(Heap)、栈(Stack)、常量池(Constant Pool)和方法区(Method Area)是四个核心概念,它们在Java程序运行时扮演着不同的角色。 首先,方法区是用来存放类的信息、常量、静态变量等数据的...

    栈和堆栈的区别和联系

    标题和描述中的核心知识点主要集中在计算机科学领域中的数据存储机制,特别是栈(stack)和堆(heap)的区别和联系。为了深入理解这些概念,我们不仅需要掌握它们的基本定义,还要了解它们在实际编程中的应用以及与其他...

    Java经典常识,绝对经典的常识,有堆栈问题,String。。。类,接口 算法。。。。

    1. **堆与栈**:在Java中,内存分为堆内存(Heap)和栈内存(Stack)。栈主要用于存储基本类型变量和对象引用,执行速度快,但容量有限。堆则用于存储对象实例,它的大小可动态扩展,但访问速度相对较慢。理解它们的...

    Java堆,栈和常量池详解

    ### Java堆、栈和常量池详解 #### Java内存模型概览 在深入探讨Java中的堆、栈以及常量池之前,我们先来简要回顾一下Java内存模型的基本概念。Java程序运行时会使用到不同的内存区域来存储各种类型的数据,这些...

    堆栈的名词解释

    在计算机科学领域,堆栈(Stack)与堆(Heap)是两种非常重要的内存管理机制,它们各自有着独特的特性和应用场景。堆栈的名词解释主要是为了帮助大家增进对这两种数据结构的理解。 #### 二、堆栈的定义及特点 ####...

    深入java虚拟机.pdf

    Java 虚拟机的内存结构包括方法区(method area)和堆(heap)。方法区保存了从类文件中解析出来的信息。堆保存了程序执行时创建的对象。每一个线程都有自己的 PC 寄存器(程序计数器)和 Java 堆栈(Java stack)。...

    堆栈的区别

    在计算机科学中,堆栈和堆是两种不同的内存管理机制,它们在操作系统和编程语言中扮演着关键角色。本文将详细解析它们的区别以及在C、C++和Java等编程语言中的应用。 首先,栈(Stack)是计算机内存的一个区域,...

    java中堆和栈的区别分析

    在Java编程语言中,堆和栈是两种主要的内存区域,它们各自有不同的功能和特点。了解它们的区别对于优化程序性能和避免内存泄漏至关重要。 **堆(Heap)** 堆是Java运行时数据区的一部分,主要用于存储对象实例。当...

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics