Java变量以及内存分配（非常重要）

 

不知道是第几次看thinking in java了。不是的翻翻总有新的收获。

堆栈

静态存储区域

一个由C/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分

1、栈区（stack）— 由编译器自动分配释放 ，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。

2、堆区（heap）— 由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收 。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表。

3、全局区（静态区）（static）— 全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域， 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。程序结束后由系统释放。

4、文字常量区 — 常量字符串就是放在这里的，程序结束后由系统释放 。

5、程序代码区 — 存放函数体的二进制代码。

 

Java中保存地址：

寄存器register 这是速度最快的地方 数据位于和其他所有方式都不同的一个地方 处理器的内部 不过 寄存器的数量十分有限 所以寄存器是根据需要由编译器分配 我们对此没有直接的控制权 也不可能在自己的程序里找到寄存器存在的任何迹象。

JVM的寄存器用来存放当前系统状态。然而，基于移植性要求，JVM拥有的寄存器数目不能过多。否则，对于任何本身的寄存器个数小于JVM的移植目标机，要用常规存储来模拟高速寄存器，是比较困难的。同时JVM是基于栈（Stack）的，这也使得它拥有的寄存器较少。

JVM的寄存器包括下面四个：

（1）PC程序计数寄存器
（2）optop操作数栈栈顶地址寄存器。
（3）frame当前执行环境地址寄存器。
（4）vars局部变量首地址寄存器。

这些寄存器长度均为32位。其中PC用来记录程序执行步骤，其余optop,frame,vars都存放JVM栈中对应地址，用来快速获取当前执行所需的信息。

堆栈stack 堆栈位于常规 RAM 随机访问存储器 内 但可通过它的 堆栈指针 获得处理器的直接支持 堆栈指针若向下移 会创建新的内存 若向上移 则会释放那些内存这是一种特别快 特别有效的数据保存方式 仅次于寄存器 创建程序时 Java编译器必须准确地知道堆栈内保存的所有数据的 长度 以及 存在时间 这是由于它必须生成相应的代码 以便向上和向下移动指针 这一限制无疑影响了程序的灵活性 所以尽管有些 Java数据要保存在堆栈里 特别是对象引用 但 Java 对象并不放到其中

  在函数中定义的一些基本类型的变量和对象的引用变量都在函数的堆栈 中分配 。

当在一段代码块定义一个变量时，Java就在栈中为这个变量分配内存空间，当超过变量的作用域后，Java会自动释放掉为该变量所分配的内存空间， 该内存空间可以立即被另作他用。 所以尽量使用基本类型的变量．

 

堆(或 内存堆 heap) 一种常规用途的内存池 也在 RAM 内 所有 Java 对象都保存在里面 和堆栈不同 内存堆 或 堆 Heap 最吸引人的地方在于编译器不必知道要从堆里分配多少存储空间 也不必知道存储的数据要在堆里呆多长的时间 因此 用堆保存数据时会得到更大的灵活性 要创建一个对象时 只需用 new 命令编制相关的代码即可执行这些代码时 就会在堆里自动进行数据的保存 不过 为了获得这种灵活性 我们也必然需要付出一定的代价 假如在内存堆里分配存储空间 和分配规格存储空间相比 前者要花掉更长的时间 和 C++不同 Java 事实上是不允许在堆栈里创建对象的 这样说 只是为了进行理论上的一种比较

堆内存用来存放由 new创建的对象和数组。 由Java虚拟机的自动垃圾回收器来管理。

   在堆中产生了一个数组或对象后，还可以在栈中定义一个特殊的变量，让栈中这个变量的取值等于数组或对象在堆内存中的首地址，栈中的这个变量就成了数组或对象的引用变量。
   引用变量就相当于是为数组或对象起的一个名称，以后就可以在程序中使用栈中的引用变量来访问堆中的数组或对象

 

 

静态存储static storage  静态 Static 是指 位于固定位置 尽管仍在 RAM 里程序运行期间 静态存储的数据将随时等候调用 可用 static 关键字指出一个对象的特定元素是静态的 但 Java 对象本身永远都不会不会置入静态存储空间 

 

常数存储constant storage 常数值通常直接置于程序代码内部 这样做是安全的 因为它们永远都不会改变 有的常数需要严格地保护 所以可考虑将它们置入只读存储器 ROM

 

非 RAM 存储 若数据完全独立于一个程序之外 那么即使程序不运行了 它们仍可存在 并处在程序的控制范围之外 其中两个最主要的例子便是 流式对象 和 持久性对象 对于流式对象 对象会变成字节流 通常会发给另一台机器 而对于持久性对象我们可把它们保存在磁盘或磁带中 即使程序中止运行 它们仍可保持自己的状态不变 之所以要设计这些类型的数据存储 最主要的一个考虑便是把对象变成可在其他媒体上存在的形式 以后一旦需要 还可重新变回一个普通的 存在于 RAM 里的对象 目前 Java 只提供了有限的 持久性对象 支持 在未来的 Java 版本中 有望提供对 持久性 更完善的支持 。

 

转载别人总结的: 红色的为自己补充 (http://blog.csdn.net/gaowenming/archive/2010/02/22/5316423.aspx)

栈与堆都是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的堆或者说内存堆是一个运行时数据区,类的(对象从中分配空间。这些对象通过new、newarray、anewarray和multianewarray等 指令建立，它们不需要程序代码来显式的释放。堆是由垃圾回收来负责的，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，因为它是在运行时 动态分配内存的，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。
      堆栈的优势是，存取速度比堆要快，仅次于寄存器，栈数据可以共享。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。栈中主要存放一些基本类 型的变量（,int, short, long, byte, float, double, boolean, char）和对象句柄。
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，然后查找栈中是否有3这个值，如果没找到，就将3存放进来，然后将a指向3。接着处理int b = 3；在创建完b的引用变量后，因为在栈中已经有3这个值，便将b直接指向3。这样，就出现了a与b同时均指向3的情况。这时，如果再令a=4；那么编译器 会重新搜索栈中是否有4值，如果没有，则将4存放进来，并令a指向4；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。要注意这 种数据的共享与两个对象的引用同时指向一个对象的这种共享是不同的，因为这种情况a的修改并不会影响到b, 它是由编译器完成的，它有利于节省空间。而一个对象引用变量修改了这个对象的内部状态，会影响到另一个对象引用变量。
String是一 个特殊的包装类数据。可以用：
String str = new String("abc");
String str = "abc";
两种的形式来创建，第一种是用new()来新 建对象的，它会在存放于堆中。每调用一次就会创建一个新的对象。

－＞ String str = new String("abc");自己补充： 应该说有会产生两个对象，一个为new String("abc")的实体对象放到内存堆中， 一个为堆栈对象 ｓｔｒ 也就是类实例对象的引用对象。

而第二种（String str = "abc";）是先在栈中创建一个对String类的对象引用变量str，然后查找栈 中有没有存放"abc"，如果没有，则将"abc"存放进栈，并令str指向”abc”，如果已经有”abc” 则直接令str指向“abc”。
比较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==， 下面用例子说明上面的理论。
String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
System.out.println(str1==str2); //true
可以看出str1和 str2是指向同一个对象的。
String str1 =new String ("abc");
String str2 =new String ("abc");
System.out.println(str1==str2); // false
用new的方式是生成不同的对象。每一次生成一个 。
   因此用第二种方式（String str = "abc";）创建多个”abc”字符串,在内存中其实只存在一个对象而已. 这种写法有利与节省内存空间. 同时它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。
   另一方面, 要注意: 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，创建了String类的对象str。担心陷阱！对象可能并没有被创建！而可能只是指向一个先前已经创建的 对象。只有通过new()方法才能保证每次都创建一个新的对象。由于String类的immutable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。

Primitive类型 －－》 放到堆栈中，可以参考上面的说明。（比较奇怪BigDecimal与date 类型怎么没在下面表中，另外 Stirng = “abc” 不是也放到堆栈中，所以String 是不是也可以说？）