java 堆 棧 方法區的簡單分析


基礎數據類型直接在棧空間分配, 方法的形式參數,直接在棧空間分配,當方法調用完成后從棧空間回收。   引用數據類型,需要用new來創建,既在棧空間分配一個地址空間,又在堆空間分配對象的類變量 。 方法的引用參數,在棧空間分配一個地址空間,並指向堆空間的對象區,當方法調用完成后從棧空間回收。局部變量 new 出來時,在棧空間和堆空間中分配空間,當局部變量生命周期結束后,棧空間立刻被回收,堆空間區域等待GC回收。 方法調用時傳入的 literal 參數,先在棧空間分配,在方法調用完成后從棧空間分配。字符串常量在 DATA 區域分配 ,this 在堆空間分配 。數組既在棧空間分配數組名稱, 又在堆空間分配數組實際的大小! 
哦 對了,補充一下static在DATA區域分配。 

從Java的這種分配機制來看,堆棧又可以這樣理解:堆棧(Stack)是操作系統在建立某個進程時或者線程(在支持多線程的操作系統中是線程)為這個線程建立的存儲區域,該區域具有先進后出的特性。 
每一個Java應用都唯一對應一個JVM實例,每一個實例唯一對應一個堆。應用程序在運行中所創建的所有類實例或數組都放在這個堆中,並由應用所有的線程共享.跟C/C++不同,Java中分配堆內存是自動初始化的。Java中所有對象的存儲空間都是在堆中分配的,但是這個對象的引用卻是在堆棧中分配,也就是說在建立一個對象時從兩個地方都分配內存,在堆中分配的內存實際建立這個對象,而在堆棧中分配的內存只是一個指向這個堆對象的指針(引用)而已。 

<二> 

這兩天看了一下深入淺出JVM這本書,推薦給高級的java程序員去看,對你了解JAVA的底層和運行機制有 
比較大的幫助。 
廢話不想講了.入主題: 
先了解具體的概念: 
JAVA的JVM的內存可分為3個區:堆(heap)、棧(stack)和方法區(method) 

堆區: 
1.存儲的全部是對象,每個對象都包含一個與之對應的class的信息。(class的目的是得到操作指令) 
2.jvm只有一個堆區(heap)被所有線程共享,堆中不存放基本類型和對象引用,只存放對象本身 
棧區: 
1.每個線程包含一個棧區,棧中只保存基礎數據類型的對象和自定義對象的引用(不是對象),對象都存放在堆區中 
2.每個棧中的數據(原始類型和對象引用)都是私有的,其他棧不能訪問。 
3.棧分為3個部分:基本類型變量區、執行環境上下文、操作指令區(存放操作指令)。 
方法區: 
1.又叫靜態區,跟堆一樣,被所有的線程共享。方法區包含所有的class和static變量。 
2.方法區中包含的都是在整個程序中永遠唯一的元素,如class,static變量。 
為了更清楚地搞明白發生在運行時數據區里的黑幕,我們來准備2個小道具(2個非常簡單的小程序)。 
AppMain.java 

Java代碼
public   class  AppMain                //運行時, jvm 把appmain的信息都放入方法區    
  1. {    
  2. public   static   void  main(String[] args)  //main 方法本身放入方法區。    
  3. {    
  4. Sample test1 = new  Sample( " 測試1 " );   //test1是引用,所以放到棧區里, Sample是自定義對象應該放到堆里面    
  5. Sample test2 = new  Sample( " 測試2 " );    
  6.   
  7. test1.printName();    
  8. test2.printName();    
  9. }    
  10. } Sample.java    
  11.   
  12. public   class  Sample        //運行時, jvm 把appmain的信息都放入方法區    
  13. {    
  14. /** 范例名稱 */    
  15. private  name;      //new Sample實例后, name 引用放入棧區里,  name 對象放入堆里    
  16.   
  17. /** 構造方法 */    
  18. public  Sample(String name)    
  19. {    
  20. this .name = name;    
  21. }    
  22.   
  23. /** 輸出 */    
  24. public   void  printName()   //print方法本身放入 方法區里。    
  25. {    
  26. System.out.println(name);    
  27. }    
  28. }   

OK,讓我們開始行動吧,出發指令就是:“java AppMain”,包包里帶好我們的行動向導圖,Let’s GO! 

 

系統收到了我們發出的指令,啟動了一個Java虛擬機進程,這個進程首先從classpath中找到AppMain.class文件,讀取這個文件中的二進制數據,然后把Appmain類的類信息存放到運行時數據區的方法區中。這一過程稱為AppMain類的加載過程。 
接着,Java虛擬機定位到方法區中AppMain類的Main()方法的字節碼,開始執行它的指令。這個main()方法的第一條語句就是: 
Sample test1=new Sample("測試1"); 
語句很簡單啦,就是讓java虛擬機創建一個Sample實例,並且呢,使引用變量test1引用這個實例。貌似小case一樁哦,就讓我們來跟蹤一下Java虛擬機,看看它究竟是怎么來執行這個任務的: 
1、 Java虛擬機一看,不就是建立一個Sample實例嗎,簡單,於是就直奔方法區而去,先找到Sample類的類型信息再說。結果呢,嘿嘿,沒找到@@,這會兒的方法區里還沒有Sample類呢。可Java虛擬機也不是一根筋的笨蛋,於是,它發揚“自己動手,豐衣足食”的作風,立馬加載了Sample類,把Sample類的類型信息存放在方法區里。 
2、 好啦,資料找到了,下面就開始干活啦。Java虛擬機做的第一件事情就是在堆區中為一個新的Sample實例分配內存, 這個Sample實例持有着指向方法區的Sample類的類型信息的引用。這里所說的引用,實際上指的是Sample類的類型信息在方法區中的內存地址,其實,就是有點類似於C語言里的指針啦~~,而這個地址呢,就存放了在Sample實例的數據區里。 
3、 在JAVA虛擬機進程中,每個線程都會擁有一個方法調用棧,用來跟蹤線程運行中一系列的方法調用過程,棧中的每一個元素就被稱為棧幀,每當線程調用一個方法的時候就會向方法棧壓入一個新幀。這里的幀用來存儲方法的參數、局部變量和運算過程中的臨時數據。OK,原理講完了,就讓我們來繼續我們的跟蹤行動!位於“=”前的Test1是一個在main()方法中定義的變量,可見,它是一個局部變量,因此,它被會添加到了執行main()方法的主線程的JAVA方法調用棧中。而“=”將把這個test1變量指向堆區中的Sample實例,也就是說,它持有指向Sample實例的引用。 
OK,到這里為止呢,JAVA虛擬機就完成了這個簡單語句的執行任務。參考我們的行動向導圖,我們終於初步摸清了JAVA虛擬機的一點點底細了,COOL! 
接下來,JAVA虛擬機將繼續執行后續指令,在堆區里繼續創建另一個Sample實例,然后依次執行它們的printName()方法。當JAVA虛擬機執行test1.printName()方法時,JAVA虛擬機根據局部變量test1持有的引用,定位到堆區中的Sample實例,再根據Sample實例持有的引用,定位到方法去中Sample類的類型信息,從而獲得printName()方法的字節碼,接着執行printName()方法包含的指令。 


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