JVM调优总结（一）-- 一些概念

数据类型

    Java虚拟机中，数据类型可以分为两类：基本类型和引用类型。基本类型的变量保存原始值，即：他代表的值就是数值本身；而引用类型的变量保存引用值。“引用值”代表了某个对象的引用，而不是对象本身，对象本身存放在这个引用值所表示的地址的位置。

基本类型包括：byte,short,int,long,char,float,double,Boolean,returnAddress

引用类型包括：类类型，接口类型和数组。

堆与栈

    堆和栈是程序运行的关键，很有必要把他们的关系说清楚。

 

   

    栈是运行时的单位，而堆是存储的单位。

    栈解决程序的运行问题，即程序如何执行，或者说如何处理数据；堆解决的是数据存储的问题，即数据怎么放、放在哪儿。

    在Java中一个线程就会相应有一个线程栈与之对应，这点很容易理解，因为不同的线程执行逻辑有所不同，因此需要一个独立的线程栈。而堆则是所有线程共享的。栈因为是运行单位，因此里面存储的信息都是跟当前线程（或程序）相关信息的。包括局部变量、程序运行状态、方法返回值等等；而堆只负责存储对象信息。

    为什么要把堆和栈区分出来呢？栈中不是也可以存储数据吗？

    第一，从软件设计的角度看，栈代表了处理逻辑，而堆代表了数据。这样分开，使得处理逻辑更为清晰。分而治之的思想。这种隔离、模块化的思想在软件设计的方方面面都有体现。

    第二，堆与栈的分离，使得堆中的内容可以被多个栈共享（也可以理解为多个线程访问同一个对象）。这种共享的收益是很多的。一方面这种共享提供了一种有效的数据交互方式(如：共享内存)，另一方面，堆中的共享常量和缓存可以被所有栈访问，节省了空间。

    第三，栈因为运行时的需要，比如保存系统运行的上下文，需要进行地址段的划分。由于栈只能向上增长，因此就会限制住栈存储内容的能力。而堆不同，堆中的对象是可以根据需要动态增长的，因此栈和堆的拆分，使得动态增长成为可能，相应栈中只需记录堆中的一个地址即可。

    第四，面向对象就是堆和栈的完美结合。其实，面向对象方式的程序与以前结构化的程序在执行上没有任何区别。但是，面向对象的引入，使得对待问题的思考方式发生了改变，而更接近于自然方式的思考。当我们把对象拆开，你会发现，对象的属性其实就是数据，存放在堆中；而对象的行为（方法），就是运行逻辑，放在栈中。我们在编写对象的时候，其实即编写了数据结构，也编写的处理数据的逻辑。不得不承认，面向对象的设计，确实很美。

    在Java中，Main函数就是栈的起始点，也是程序的起始点。

    程序要运行总是有一个起点的。同C语言一样，java中的Main就是那个起点。无论什么java程序，找到main就找到了程序执行的入口：）

    堆中存什么？栈中存什么？

    堆中存的是对象。栈中存的是基本数据类型和堆中对象的引用。一个对象的大小是不可估计的，或者说是可以动态变化的，但是在栈中，一个对象只对应了一个4btye的引用（堆栈分离的好处：））。

    为什么不把基本类型放堆中呢？因为其占用的空间一般是1~8个字节——需要空间比较少，而且因为是基本类型，所以不会出现动态增长的情况——长度固定，因此栈中存储就够了，如果把他存在堆中是没有什么意义的（还会浪费空间，后面说明）。可以这么说，基本类型和对象的引用都是存放在栈中，而且都是几个字节的一个数，因此在程序运行时，他们的处理方式是统一的。但是基本类型、对象引用和对象本身就有所区别了，因为一个是栈中的数据一个是堆中的数据。最常见的一个问题就是，Java中参数传递时的问题。

    Java中的参数传递时传值呢？还是传引用？

    要说明这个问题，先要明确两点：

         1. 不要试图与C进行类比，Java中没有指针的概念

         2. 程序运行永远都是在栈中进行的，因而参数传递时，只存在传递基本类型和对象引用的问题。不会直接传对象本身。

    明确以上两点后。Java在方法调用传递参数时，因为没有指针，所以它都是进行传值调用（这点可以参考C的传值调用）。因此，很多书里面都说Java是进行传值调用，这点没有问题，而且也简化的C中复杂性。

    但是传引用的错觉是如何造成的呢？在运行栈中，基本类型和引用的处理是一样的，都是传值，所以，如果是传引用的方法调用，也同时可以理解为“传引用值”的传值调用，即引用的处理跟基本类型是完全一样的。但是当进入被调用方法时，被传递的这个引用的值，被程序解释（或者查找）到堆中的对象，这个时候才对应到真正的对象。如果此时进行修改，修改的是引用对应的对象，而不是引用本身，即：修改的是堆中的数据。所以这个修改是可以保持的了。

    对象，从某种意义上说，是由基本类型组成的。可以把一个对象看作为一棵树，对象的属性如果还是对象，则还是一颗树（即非叶子节点），基本类型则为树的叶子节点。程序参数传递时，被传递的值本身都是不能进行修改的，但是，如果这个值是一个非叶子节点（即一个对象引用），则可以修改这个节点下面的所有内容。

 

    堆和栈中，栈是程序运行最根本的东西。程序运行可以没有堆，但是不能没有栈。而堆是为栈进行数据存储服务，说白了堆就是一块共享的内存。不过，正是因为堆和栈的分离的思想，才使得Java的垃圾回收成为可能。

     Java中，栈的大小通过-Xss来设置，当栈中存储数据比较多时，需要适当调大这个值，否则会出现java.lang.StackOverflowError异常。常见的出现这个异常的是无法返回的递归，因为此时栈中保存的信息都是方法返回的记录点。

评论

41 楼 松下一田 2014-09-15  

java中，一个对象的引用占4btyes或8bytes(depending on the architecture)!
感谢楼主分享~

40 楼 openopenjava 2013-01-22  

mark一下

39 楼 huangxingfu_0221 2012-11-30  

ikweesung 写道

LZ 写道

程序参数传递时，被传递的值本身都是不能进行修改的，但是，如果这个值是一个非叶子节点（即一个对象引用），则可以修改这个节点下面的所有内容。

实参把值赋给 形参，然后在方法体里 操纵这个 形参，所以实参的值根本不会变，变也只是形参的值 所指向的 对象在变。

形参的值 通过赋值可以改变，实参的值通过赋值可以改变，并不是 这个值就不可变。
而是 一个东西的改变 影响不到另一个东西而已。。。

是的，在这句话上我觉得lz能再说的清楚些就好了，毕竟对于一个刚入门不就得人就会引起他的错误理解，值得肯定的是lz的分享精神，不像一些人，自己没什么贡献，还整天就知道唧唧歪歪批评别人，有问题拿出来讨论---这事最好的方式。分享+探讨精神+其它一切优良品质==中国的程序员，希望这个等式能得到更好地体现。

38 楼 123vash321 2012-08-29  

和你在一起 写道

懂不懂、明不明可以拿出来说、拿出来讨论，怕就怕自己觉得自己懂了：）第一，Java绝对要涉及栈和堆的问题，如果你觉得用不上，那我觉得你对Java的理解还有限；第二，有什么不能说的呢？你不说怎么知道别人不知道呢？

wangzaixiang 写道

好绕口的文章和解释。

这些都没有用，你以为你看懂了，可能实际上还是没有明白。

看懂一段很小的汇编代码，你才会真正明白什么是栈？栈上到底放什么？

什么是汇编语言？我没学过？那就算了，千万不要再纠缠栈、堆，以及传值、传址这些概念上了。第一，你写写Java语言，用不上这个。第二，说了，你也不会明白。

顶楼主，写JAVA当然要了解JVM，这些知识可以帮忙我提高编码质量，解决生产问题等等。
可能光看一篇文章很难看懂，但可以拿这篇文章做为起点，多学习，自然就明白了。

37 楼 和你在一起 2011-06-27  

懂不懂、明不明可以拿出来说、拿出来讨论，怕就怕自己觉得自己懂了：）第一，Java绝对要涉及栈和堆的问题，如果你觉得用不上，那我觉得你对Java的理解还有限；第二，有什么不能说的呢？你不说怎么知道别人不知道呢？

wangzaixiang 写道

好绕口的文章和解释。

这些都没有用，你以为你看懂了，可能实际上还是没有明白。

看懂一段很小的汇编代码，你才会真正明白什么是栈？栈上到底放什么？

什么是汇编语言？我没学过？那就算了，千万不要再纠缠栈、堆，以及传值、传址这些概念上了。第一，你写写Java语言，用不上这个。第二，说了，你也不会明白。

36 楼 wangzaixiang 2011-06-24  

好绕口的文章和解释。

这些都没有用，你以为你看懂了，可能实际上还是没有明白。

看懂一段很小的汇编代码，你才会真正明白什么是栈？栈上到底放什么？

什么是汇编语言？我没学过？那就算了，千万不要再纠缠栈、堆，以及传值、传址这些概念上了。第一，你写写Java语言，用不上这个。第二，说了，你也不会明白。

35 楼 Heart.X.Raid 2010-08-23  

文章很精彩，赞博主的分享精神。

评论有几个问题我回答一下：
(1) 20楼的回答基本上是正确的。不过有几个地方需要明确一下：
    首先，所有字面值的常量在编译阶段(也就是形成class文件的时候)就已经被编译成了常量池的二进制串。大家可以看看我的博客：http://hxraid.iteye.com/blog/687660。
    其次，在JVM加载方法f()所属的类的时候，会在内存的方法区中开辟一个空间来存放常量池的信息。这里有一个隐藏的步骤：对于String字面值，JVM会在堆中分配一个叫做inner String的对象(相同的字面值只有唯一的一个Inner String)。然后在常量池中存放指向这个inner String的引用地址。这个过程是常量池解析的一部分。因此String s = new String("hello");实际上是有两个字符串对象在堆中存在的。
    最后，正如liu78778所说的。当f()方法结束之后，栈中f()所对应的栈帧内所有的指令处理的中间数据全部执行完毕，这是栈帧会被回收，对象引用s的内存区域将不会存在，而堆中的s对象空间仍然会存在，当然，如果s对象以后再也不可能在其他地方引用到的话，JVM的垃圾回收机制会在某一个不确定的时候回收这一部分的对象空间。

(2) 28楼的问题很简单
    类中的非static,final修饰的变量会存放在堆中，而某一个方法的局部变量的内容就存放在栈中。

34 楼 polaris1119 2010-05-31  

看文章学到了很多，评论一样很精彩……

33 楼 softor 2010-03-04  

liu78778 写道

方法调用到底传值还是传引用, 这个和C语言没有关系

都是人们的误读误知

严格说来, 所有的方法传递都是在传递值, 为什么又出现了"传指针传引用"的说法, 是因为指针内的值是个地址, 就它本身来说对我们不像其他基本类型一样有用, 而有用的是这个地址处的东西

所以, C语言有指针没错, 错的是那些写书教书的人故作聪明的把"传地址"给引申了一下 , 导致了每个学习的人都要挣扎一下, 其实直接说清楚不是更好

我挺你，C语言就一种传值方法~

32 楼 fresheen 2010-02-17  

和你在一起 写道

ostrichmyself 写道

fresheen 写道

狂放不羁 写道

总体上写的不错，但是这里有个疑问：

@堆中存的是对象。栈中存的是基本数据类型和堆中对象的引用。

我觉得栈中存放的是运行时信息，主要有局部变量，方法返回值，以及调用的上下文的一些信息。而对象一般最终都是由基本类型构成的，而对象存放在堆中，因此对象中的基本类型也是放在堆中的。只不过String常量池是放在了heap中的Perm空间中。

不知是否正确？

我也有疑问：对像最终也是由基本类型组成的，哪这些基本类型的数据是存在heap里，还是stack里？如果是在stack里，哪么stack里存的对象就只剩下空壳了

我个人的理解：

对Java而言， 类的对象都是存在heap中， 当然其基本类型的成员也存储在heap中。

对C/C++而言， 类的对象不一定存在heap中，有些是存在stack中的，比如没有通过new这样操作的类的对象。

lz讨论的是在JVM中的数据存储，因此， 所有对象，以及对象的基本类型的成员变量，将存在于Heap中。

请大家指点！

大家的回复已经说明问题了。

“我觉得栈中存放的是运行时信息，主要有局部变量，方法返回值，以及调用的上下文的一些信息。而对象一般最终都是由基本类型构成的，而对象存放在堆中，因此对象中的基本类型也是放在堆中的。只不过String常量池是放在了heap中的Perm空间中。不知是否正确？”

就是这样的。



“如果是在stack里，哪么stack里存的对象就只剩下空壳了”。

确实只是空壳了。这个空壳就是指向堆中真实对象的引用。这个空壳使得动态增长成为可能。如果没有这个空壳，岂不要把整个对象放到栈中了？：）

不好意思，上面其实我写错了！我原意是：如果基本类型是放在stack中，对象是放在heap中，而对象又是由基本类型组成的，哪heap中其实放的就是一个空壳子对象了。
不过从大家的回复，现在感觉基本清楚了：对象的成员变量也应该是放在heap中的。而stack只是对方法进行调度压栈，这个时候方法的局部变量则会存到stack中，而使用到对象，则只是在stack中存它的引用值(对象在heap中的地址)，对象本身则存在了heap中。

31 楼 和你在一起 2010-02-11  

ostrichmyself 写道

fresheen 写道

狂放不羁 写道

总体上写的不错，但是这里有个疑问：

@堆中存的是对象。栈中存的是基本数据类型和堆中对象的引用。

我觉得栈中存放的是运行时信息，主要有局部变量，方法返回值，以及调用的上下文的一些信息。而对象一般最终都是由基本类型构成的，而对象存放在堆中，因此对象中的基本类型也是放在堆中的。只不过String常量池是放在了heap中的Perm空间中。

不知是否正确？

我也有疑问：对像最终也是由基本类型组成的，哪这些基本类型的数据是存在heap里，还是stack里？如果是在stack里，哪么stack里存的对象就只剩下空壳了

我个人的理解：

对Java而言， 类的对象都是存在heap中， 当然其基本类型的成员也存储在heap中。

对C/C++而言， 类的对象不一定存在heap中，有些是存在stack中的，比如没有通过new这样操作的类的对象。

lz讨论的是在JVM中的数据存储，因此， 所有对象，以及对象的基本类型的成员变量，将存在于Heap中。

请大家指点！

大家的回复已经说明问题了。

“我觉得栈中存放的是运行时信息，主要有局部变量，方法返回值，以及调用的上下文的一些信息。而对象一般最终都是由基本类型构成的，而对象存放在堆中，因此对象中的基本类型也是放在堆中的。只不过String常量池是放在了heap中的Perm空间中。不知是否正确？”

就是这样的。



“如果是在stack里，哪么stack里存的对象就只剩下空壳了”。

确实只是空壳了。这个空壳就是指向堆中真实对象的引用。这个空壳使得动态增长成为可能。如果没有这个空壳，岂不要把整个对象放到栈中了？：）

30 楼 ostrichmyself 2010-02-11  

fresheen 写道

狂放不羁 写道

总体上写的不错，但是这里有个疑问：

@堆中存的是对象。栈中存的是基本数据类型和堆中对象的引用。

我觉得栈中存放的是运行时信息，主要有局部变量，方法返回值，以及调用的上下文的一些信息。而对象一般最终都是由基本类型构成的，而对象存放在堆中，因此对象中的基本类型也是放在堆中的。只不过String常量池是放在了heap中的Perm空间中。

不知是否正确？

我也有疑问：对像最终也是由基本类型组成的，哪这些基本类型的数据是存在heap里，还是stack里？如果是在stack里，哪么stack里存的对象就只剩下空壳了

我个人的理解：

对Java而言， 类的对象都是存在heap中， 当然其基本类型的成员也存储在heap中。

对C/C++而言， 类的对象不一定存在heap中，有些是存在stack中的，比如没有通过new这样操作的类的对象。

lz讨论的是在JVM中的数据存储，因此， 所有对象，以及对象的基本类型的成员变量，将存在于Heap中。

请大家指点！

29 楼 diecui1202 2010-02-05  

嗯，总结的很好，会持续关注的

28 楼 fresheen 2010-02-04  

狂放不羁 写道

总体上写的不错，但是这里有个疑问：

@堆中存的是对象。栈中存的是基本数据类型和堆中对象的引用。

我觉得栈中存放的是运行时信息，主要有局部变量，方法返回值，以及调用的上下文的一些信息。而对象一般最终都是由基本类型构成的，而对象存放在堆中，因此对象中的基本类型也是放在堆中的。只不过String常量池是放在了heap中的Perm空间中。

不知是否正确？

我也有疑问：对像最终也是由基本类型组成的，哪这些基本类型的数据是存在heap里，还是stack里？如果是在stack里，哪么stack里存的对象就只剩下空壳了

27 楼 mmhhllren 2010-01-19  

写的太好了，收藏学习了！
希望老兄在给大家分享一些其他知识

26 楼 ikweesung 2010-01-06  

LZ 写道

程序参数传递时，被传递的值本身都是不能进行修改的，但是，如果这个值是一个非叶子节点（即一个对象引用），则可以修改这个节点下面的所有内容。

实参把值赋给 形参，然后在方法体里 操纵这个 形参，所以实参的值根本不会变，变也只是形参的值 所指向的 对象在变。

形参的值 通过赋值可以改变，实参的值通过赋值可以改变，并不是 这个值就不可变。
而是 一个东西的改变 影响不到另一个东西而已。。。

25 楼 ikweesung 2010-01-06  

ikweesung 写道

程序参数传递时，被传递的值本身都是不能进行修改的
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正因为这样，所以如果传对象的引用，可以改变引用所指的对象的状态，但是不能让这个引用去指向新的对象。。。 
现在明白为什么是这样了。。

错了。。。。能让这个引用去指向新的对象是因为 操纵的是形参。。而不是实参。。
实参根本进不了方法体。。就谈不上改变什么的了。。

24 楼 ikweesung 2010-01-06  

程序参数传递时，被传递的值本身都是不能进行修改的
------------------------------------------------------
正因为这样，所以如果传对象的引用，可以改变引用所指的对象的状态，但是不能让这个引用去指向新的对象。。。 
现在明白为什么是这样了。。

23 楼 rmn190 2009-12-22  

多谢楼主总结与分享！

22 楼 soleghost 2009-12-15  

好的没办法说，我会把所有相关jvm读完的，多谢楼主分享：）