Java学习笔记--堆、栈、常量池

2022-08-14 11:57:31

参考资料：http://blog.csdn.net/miraclestar/article/details/6039743

Java内存区域模型主要分为4部分

1.方法区 2.本地方法栈 3.栈 4. 堆

1.方法区
也称"永久代” 、“非堆”，它用于存储虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、是各个线程共享的内存区域。
运行时常量池：是方法区的一部分，Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息是常量池，用于存放编译器生成的各种符号引用，这部分内容将在类加载后放到方法区的运行时常量池中。

2.本地方法栈
与虚拟机栈基本类似，区别在于虚拟机栈为虚拟机执行的java方法服务，而本地方法栈则是为Native方法服务。

3.栈
每个方法被执行的时候都会创建一个“栈帧”用于存储局部变量表(包括参数)、操作栈、方法出口等信息。栈帧声明周期与线程相同，是线程私有的。
局部变量表存放了编译器可知的各种基本数据类型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、对象引用(引用指针，并非对象本身)。

4.堆
线程共享，在JVM启动时创建。存放对象实例及数组(所有new的对象)。堆分为：新生代和老年代

1. 寄存器：最快的存储区, 由编译器根据需求进行分配,我们在程序中无法控制.
2. 栈：存放基本类型的变量数据和对象的引用，但对象本身不存放在栈中，而是存放在堆（new 出来的对象）或者常量池中（字符串常量对象存放在常量池中） 。
3. 堆：存放所有new出来的对象。
4. 静态域：存放静态成员（static定义的）
5. 常量池：存放字符串常量和基本类型常量（public static final）。
6. 非RAM存储：硬盘等永久存储空间

栈中的数据大小和生命周期是可以确定的，当没有引用指向数据时，这个数据就会消失。堆中的对象的由垃圾回收器负责回收，因此大小和生命周期不需要确定，具有很大的灵活性。

Part 1
对于字符串：其对象的引用都是存储在栈中的，如果是编译期已经创建好(直接用双引号定义的)的就存储在常量池中，如果是运行期（new出来的）才能确定的就存储在堆中。对于equals相等的字符串，在常量池中永远只有一份，在堆中有多份。

Java代码

String s1 = "china";

String s2 = "china";

String s3 = "china";

String ss1 = new String("china");

String ss2 = new String("china");

String ss3 = new String("china");

这里解释一下黄色这3个箭头，对于通过new产生一个字符串（假设为”china”）时，会先去常量池中查找是否已经有了”china”对象，如果没有则在常量池中创建一个此字符串对象，然后堆中再创建一个常量池中此”china”对象的拷贝对象。
有道面试题：String s = new String(“xyz”);产生几个对象？一个或两个，如果常量池中原来没有”xyz”,就是两个。

Part 2
对于基础类型的变量和常量：变量和引用存储在栈中，常量(final)存储在常量池(位于方法区)中。
如以下代码：

int i1 = 9;

int i2 = 9;

int i3 = 9;

public final int INT1 = 9;

public final int INT2 = 9;

public final int INT3 = 9;

Part 3
对于成员变量和局部变量：局部变量位于栈中，成员变量位于堆中。
成员变量就是方法外部，类的内部定义的变量；局部变量就是方法或语句块内部定义的变量。局部变量必须初始化。
成员变量存储在堆中的对象里面，由垃圾回收器负责回收。
局部变量存在于栈内存中。栈内存中的局部变量随着方法的消失而消失。形式参数是局部变量

局部变量必须初始化，成员变量可以不初始化

class MyClass{

    public int TA ;

    public void printTA(){

        int temp;

        //System.out.println(temp); //错误，局部变量必须初始化

        System.out.println(TA);

        //如果在main方法调用new MyClass().printTA(),会输出0，说明TA自动赋值为0；

    }

}

综合示例：

class BirthDate {

    private int day;

    private int month;

    private int year;

    public BirthDate(int d, int m, int y) {

        day = d;

        month = m;

        year = y;

    }

    //省略get,set方法………

}

public class Test{

    public static void main(String args[]){

        int date = 9;

        Test test = new Test();

        test.change(date);

        BirthDate d1= new BirthDate(7,7,1970);

    }

    public void change1(int i){

        i = 1234;

    }

}

对于以上这段代码，date为局部变量，i,d,m,y都是形参为局部变量，day，month，year为成员变量。下面分析一下代码执行时候的变化：
1. main方法开始执行：int date = 9;
　　date局部变量，基础类型，引用和值都存在栈中。
2. Test test = new Test();
　　test为对象引用，存在栈中，对象(new Test())存在堆中。
3. test.change(date);
　　i为局部变量，引用和值存在栈中。当方法change执行完成后，i就会从栈中消失。
4. BirthDate d1= new BirthDate(7,7,1970);
　　d1 为对象引用，存在栈中，对象(new BirthDate())存在堆中，其中d，m，y为局部变量存储在栈中，且它们的类型为基础类型，因此它们的数据也存储在栈中。　　day,month,year为成员变量，它们存储在堆中(new BirthDate()里面)。当BirthDate构造方法执行完之后，d,m,y将从栈中消失。
5.main方法执行完之后，date变量，test，d1引用将从栈中消失，new Test(),new BirthDate()将等待垃圾回收。

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