1. 靜態內存
靜態內存是指在程序開始運行時由編譯器分配的內存,它的分配是在程序開始編譯時完成的,不占用CPU資源。
程序中的各種變量,在編譯時系統已經為其分配了所需的內存空間,當該變量在作用域內使用完畢時,系統會
自動釋放所占用的內存空間。
變量的分配與釋放,都無須程序員自行考慮。
eg:
基本類型,數組
2. 動態內存
用戶無法確定空間大小,或者空間太大,棧上無法分配時,會采用動態內存分配。
3. 區別
a) 靜態內存分配在編譯時完成,不占用CPU資源; 動態內存分配在運行時,分配與釋放都占用CPU資源。
b) 靜態內存在棧(stack)上分配; 動態內存在堆(heap)上分配。
c) 動態內存分配需要指針和引用類型支持,靜態不需要。
d) 靜態內存分配是按計划分配,由編譯器負責; 動態內存分配是按需分配,由程序員負責。
4. 實例說明
class A { int i; int j; } class TestMemo { public static void main(String[] args) { A aa = new A(); // (A *)malloc(sizeof(A)); // new A(); 在堆中動態分配一塊區域,被當做了A對象 // aa本身的內存是在棧中分配的 // 堆中內存的地址賦給了aa // aa指向堆中的內存,aa代表了堆中的內存 // aa.i 代表: aa這個靜態指針變量所指向的動態內存中的A對象的i這個成員 // aa.j 代表: aa這個靜態指針變量所指向的動態內存中的A對象的j這個成員 aa.i = 10; aa.j = 20; System.out.printf("%d, %d\n", aa.i, aa.j); //int i = 10; } }
5. 對象所占內存大小
基本數據的類型的大小是固定的,這里就不多說了。對於非基本類型的Java對象,其大小就值得商榷。
在Java中,一個空Object對象的大小是8byte,這個大小只是保存堆中一個沒有任何屬性的對象的大小。看下面語句:
Object ob = new Object();
這樣在程序中完成了一個Java對象的生命,但是它所占的空間為:4byte+8byte。4byte是上面部分所說的Java棧中保存引用的所需要的空間。而那8byte則是Java堆中對象的信息。
因為所有的Java非基本類型的對象都需要默認繼承Object對象,因此不論什么樣的Java對象,其大小都必須是大於8byte。
有了Object對象的大小,我們就可以計算其他對象的大小了。
Class NewObject { int count; boolean flag; Object ob; }
其大小為:空對象大小(8byte)+int大小(4byte)+Boolean大小(1byte)+空Object引用的大小(4byte)=17byte。但是因為Java在對對象內存分配時都是以8的整數倍來分,因此大於17byte的最接近8的整數倍的是24,因此此對象的大小為24byte。
這里需要注意一下基本類型的包裝類型的大小。因為這種包裝類型已經成為對象了,因此需要把他們作為對象來看待。包裝類型的大小至少是12byte(聲明一個空Object至少需要的空間),而且12byte沒有包含任何有效信息,同時,因為Java對象大小是8的整數倍,因此一個基本類型包裝類的大小至少是16byte。這個內存占用是很恐怖的,它是使用基本類型的N倍(N>2),有些類型的內存占用更是誇張(隨便想下就知道了)。因此,可能的話應盡量少使用包裝類。在JDK5.0以后,因為加入了自動類型裝換,因此,Java虛擬機會在存儲方面進行相應的優化。
※相關知識點補充
①.數據類型
Java虛擬機中,數據類型可以分為兩類:基本類型和引用類型。基本類型的變量保存原始值,即:他代表的值就是數值本身;而引用類型的變量保存引用值。“引用值”代表了某個對象的引用,而不是對象本身,對象本身存放在這個引用值所表示的地址的位置。
基本類型包括:byte,short,int,long,char,float,double,Boolean,returnAddress
引用類型包括:類類型,接口類型和數組。
②.堆與棧
棧是運行時的單位,而堆是存儲的單位。
棧解決程序的運行問題,即程序如何執行,或者說如何處理數據;堆解決的是數據存儲的問題,即數據怎么放、放在哪兒。
在Java中一個線程就會相應有一個線程棧與之對應,這點很容易理解,因為不同的線程執行邏輯有所不同,因此需要一個獨立的線程棧。而堆則是所有線程共享的。棧因為是運行單位,因此里面存儲的信息都是跟當前線程(或程序)相關信息的。包括局部變量、程序運行狀態、方法返回值等等;而堆只負責存儲對象信息。
為什么要把堆和棧區分出來呢?棧中不是也可以存儲數據嗎?
從軟件設計的角度看,棧代表了處理邏輯,而堆代表了數據。這樣分開,使得處理邏輯更為清晰。分而治之的思想。這種隔離、模塊化的思想在軟件設計的方方面面都有體現。
堆與棧的分離,使得堆中的內容可以被多個棧共享(也可以理解為多個線程訪問同一個對象)。這種共享的收益是很多的。一方面這種共享提供了一種有效的數據交互方式(如:共享內存),另一方面,堆中的共享常量和緩存可以被所有棧訪問,節省了空間。
棧因為運行時的需要,比如保存系統運行的上下文,需要進行地址段的划分。由於棧只能向上增長,因此就會限制住棧存儲內容的能力。而堆不同,堆中的對象是可以根據需要動態增長的,因此棧和堆的拆分,使得動態增長成為可能,相應棧中只需記錄堆中的一個地址即可。
面向對象就是堆和棧的完美結合。其實,面向對象方式的程序與以前結構化的程序在執行上沒有任何區別。但是,面向對象的引入,使得對待問題的思考方式發生了改變,而更接近於自然方式的思考。當我們把對象拆開,你會發現,對象的屬性其實就是數據,存放在堆中;而對象的行為(方法),就是運行邏輯,放在棧中。我們在編寫對象的時候,其實即編寫了數據結構,也編寫的處理數據的邏輯。
堆中存什么?棧中存什么?
堆中存的是對象。
棧中存的是基本數據類型和堆中對象的引用。
一個對象的大小是不可估計的,或者說是可以動態變化的,但是在棧中,一個對象只對應了一個4btye的引用(堆棧分離的好處:))。
為什么不把基本類型放堆中呢?因為其占用的空間一般是1~8個字節——需要空間比較少,而且因為是基本類型,所以不會出現動態增長的情況——長度固定,因此棧中存儲就夠了,如果把他存在堆中是沒有什么意義的(還會浪費空間,后面說明)。可以這么說,基本類型和對象的引用都是存放在棧中,而且都是幾個字節的一個數,因此在程序運行時,他們的處理方式是統一的。但是基本類型、對象引用和對象本身就有所區別了,因為一個是棧中的數據一個是堆中的數據。最常見的一個問題就是,Java中參數傳遞時的問題。
堆和棧中,棧是程序運行最根本的東西。程序運行可以沒有堆,但是不能沒有棧。而堆是為棧進行數據存儲服務,說白了堆就是一塊共享的內存。不過,正是因為堆和棧的分離的思想,才使得Java的垃圾回收成為可能。
Java中,棧的大小通過-Xss來設置,當棧中存儲數據比較多時,需要適當調大這個值,否則會出現java.lang.StackOverflowError異常。常見的出現這個異常的是無法返回的遞歸,因為此時棧中保存的信息都是方法返回的記錄點。
Java中的參數傳遞時傳值呢?還是傳引用?
不要試圖與C進行類比,Java中沒有指針的概念
程序運行永遠都是在棧中進行的,因而參數傳遞時,只存在傳遞基本類型和對象引用的問題。不會直接傳對象本身。
但是傳引用的錯覺是如何造成的呢?在運行棧中,基本類型和引用的處理是一樣的,都是傳值,所以,如果是傳引用的方法調用,也同時可以理解為“傳引用值”的傳值調用,即引用的處理跟基本類型是完全一樣的。但是當進入被調用方法時,被傳遞的這個引用的值,被程序解釋(或者查找)到堆中的對象,這個時候才對應到真正的對象。如果此時進行修改,修改的是引用對應的對象,而不是引用本身,即:修改的是堆中的數據。所以這個修改是可以保持的了。
對象,從某種意義上說,是由基本類型組成的。可以把一個對象看作為一棵樹,對象的屬性如果還是對象,則還是一顆樹(即非葉子節點),基本類型則為樹的葉子節點。程序參數傳遞時,被傳遞的值本身都是不能進行修改的,但是,如果這個值是一個非葉子節點(即一個對象引用),則可以修改這個節點下面的所有內容。
總結就是只會傳值!傳對象也只是傳入對象的引用的地址這個值!
但是方法內對這個對象進行修改的時候就是修改的對象本身了,而不是改變地址。
③.引用類型
對象引用類型分為強引用、軟引用、弱引用和虛引用。
強引用:就是我們一般聲明對象是時虛擬機生成的引用,強引用環境下,垃圾回收時需要嚴格判斷當前對象是否被強引用,如果被強引用,則不會被垃圾回收
軟引用:軟引用一般被做為緩存來使用。與強引用的區別是,軟引用在垃圾回收時,虛擬機會根據當前系統的剩余內存來決定是否對軟引用進行回收。如果剩余內存比較緊張,則虛擬機會回收軟引用所引用的空間;如果剩余內存相對富裕,則不會進行回收。換句話說,虛擬機在發生OutOfMemory時,肯定是沒有軟引用存在的。
弱引用:弱引用與軟引用類似,都是作為緩存來使用。但與軟引用不同,弱引用在進行垃圾回收時,是一定會被回收掉的,因此其生命周期只存在於一個垃圾回收周期內。
強引用不用說,我們系統一般在使用時都是用的強引用。而“軟引用”和“弱引用”比較少見。他們一般被作為緩存使用,而且一般是在內存大小比較受限的情況下做為緩存。因為如果內存足夠大的話,可以直接使用強引用作為緩存即可,同時可控性更高。因而,他們常見的是被使用在桌面應用系統的緩存。