java內(nèi)存堆和棧深入-文庫吧
2025-08-03 16:23 本頁面
【正文】 java中內(nèi)存分配策略及堆和棧的比較內(nèi)存分配策略按照編譯原理的觀點,程序運行時的內(nèi)存分配有三種策略,分別是靜態(tài)的,棧式的,和堆式的.靜態(tài)存儲分配是指在編譯時就能確定每個數(shù)據(jù)目標(biāo)在運行時刻的存儲空間需求,(比如可變數(shù)組)的存在,也不允許有嵌套或者遞歸的結(jié)構(gòu)出現(xiàn),因為它們都會導(dǎo)致編譯程序無法計算準(zhǔn)確的存儲空間需求.棧式存儲分配也可稱為動態(tài)存儲分配,在棧式存儲方案中,程序?qū)?shù)據(jù)區(qū)的需求在編譯時是完全未知的,只有到運行的時候才能夠知道,但是規(guī)定在運行中進(jìn)入一個程序模塊時, 棧式存儲分配按照先進(jìn)后出的原則進(jìn)行分配。靜態(tài)存儲分配要求在編譯時能知道所有變量的存儲要求,棧式存儲分配要求在過程的入口處必須知道所有的存儲要求,而堆式存儲分配則專門負(fù)責(zé)在編譯時或運行時模塊入口處都無法確定存儲要求的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)存分配,堆中的內(nèi)存可以按照任意順序分配和釋放.堆和棧的比較上面的定義從編譯原理的教材中總結(jié)而來,除靜態(tài)存儲分配之外,都顯得很呆板和難以理解,下面撇開靜態(tài)存儲分配,集中比較堆和棧:從堆和棧的功能和作用來通俗的比較,堆主要用來存放對象的，:在編程中，例如C/C++中，所有的方法調(diào)用都是通過棧來進(jìn)行的,所有的局部變量,形式參數(shù)都是從棧中分配內(nèi)存空間的。實際上也不是什么分配,只是從棧頂向上用就行,就好像工廠中的傳送帶(conveyor belt)一樣,Stack Pointer會自動指引你到放東西的位置,，, ,在分配的時候,比如為一個即將要調(diào)用的程序模塊分配數(shù)據(jù)區(qū)時,應(yīng)事先知道這個數(shù)據(jù)區(qū)的大小,也就說是雖然分配是在程序運行時進(jìn)行的,但是分配的大小多少是確定的,不變的,而這個大小多少是在編譯時確定的,不是在運行時.堆是應(yīng)用程序在運行的時候請求操作系統(tǒng)分配給自己內(nèi)存，由于從操作系統(tǒng)管理的內(nèi)存分配,所以在分配和銷毀時都要占用時間，,編譯器不必知道要從堆里分配多少存儲空間，也不必知道存儲的數(shù)據(jù)要在堆里停留多長的時間,因此,用堆保存數(shù)據(jù)時會得到更大的靈活性。事實上,面向?qū)ο蟮亩鄳B(tài)性,堆內(nèi)存分配是必不可少的,++中，要求創(chuàng)建一個對象時，只需用 new命令編制相關(guān)的代碼即可。執(zhí)行這些代碼時，為達(dá)到這種靈活性，必然會付出一定的代價:在堆里分配存儲空間時會花掉更長的時間！這也正是導(dǎo)致我們剛才所說的效率低的原因,看來列寧同志說的好,人的優(yōu)點往往也是人的缺點,人的缺點往往也是人的優(yōu)點(暈~).JVM中的堆和棧,對于一個Java程序來說，它的運行就是通過對堆棧的操作來完成的。堆棧以幀為單位保存線程的狀態(tài)。JVM對堆棧只進(jìn)行兩種操作:以幀為單位的壓棧和出棧操作。我們知道,當(dāng)前方法使用的幀稱為當(dāng)前幀。當(dāng)線程激活一個Java方法,JVM就會在線程的 Java堆棧里新壓入一個幀。,這個幀將用來保存參數(shù),局部變量,.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(tǒng)在建立某個進(jìn)程時或者線程(在支持多線程的操作系統(tǒng)中是線程)為這個線程建立的存儲區(qū)域，該區(qū)域具有先進(jìn)后出的特性。每一個Java應(yīng)用都唯一對應(yīng)一個JVM實例，每一個實例唯一對應(yīng)一個堆。應(yīng)用程序在運行中所創(chuàng)建的所有類實例或數(shù)組都放在這個堆中,++不同，Java中分配堆內(nèi)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(nèi)存，在堆中分配的內(nèi)存實際建立這個對象，而在堆棧中分配的內(nèi)存只是一個指向這個堆對象的指針(引用)而已。JVM運行時，將內(nèi)存分為堆和棧，堆中存放的是創(chuàng)建的對象，JAVA字符串對象內(nèi)存實現(xiàn)時，在堆中開辟了一快很小的內(nèi)存，叫字符串常量池，用來存放特定的字符串對象。關(guān)于String對象的創(chuàng)建，兩種方式是不同的，第一種不用new的簡單語法，即String s1=JAVA。創(chuàng)建步驟是先看常量池中有沒有與JAVA相同的的字符串對象，如果有，將s1指向該對象，若沒有，則創(chuàng)建一個新對象，并讓s1指向它。第二種是new語法String s2=JAVA。這種語法是在堆而不是在常量池中創(chuàng)建對象，并將s2指向它，然后去字符串常量池中看看，是否有與之相同的內(nèi)容的對象，如果有，則將new出來的字符串對象與字符串常量池中的對象聯(lián)系起來，如果沒有，則在字符串常量池中再創(chuàng)建一個包含該內(nèi)容的字符串對象，并將堆內(nèi)存中的對象與字符串常量池中新建出來的對象聯(lián)系起來。這就是字符串的一次投入，終生回報的內(nèi)存機制，對字符串的比較帶來好處。1. 棧(stack)與堆(heap)都是Java用來在Ram中存放數(shù)據(jù)的地方。與C++不同，Java自動管理棧和堆，程序員不能直接地設(shè)置?；蚨?。 2. 棧的優(yōu)勢是，存取速度比堆要快，僅次于直接位于CPU中的寄存器。但缺點是，存在棧中的數(shù)據(jù)大小與生存期必須是確定的，缺乏靈活性。另外，棧數(shù)據(jù)可以共享，詳見第3點。堆的優(yōu)勢是可以動態(tài)地分配內(nèi)存大小，生存期也不必事先告訴編譯器，Java的垃圾收集器會自動收走這些不再使用的數(shù)據(jù)。但缺點是，由于要在運行時動態(tài)分配內(nèi)存，存取速度較慢。3. Java中的數(shù)據(jù)類型有兩種。一種是基本類型(primitive types)出于追求速度的原因，就存在于棧中。 出于追求速度的原因，就存在于棧中。 另一種是包裝類數(shù)據(jù)，如Integer, String, Double等將相應(yīng)的基本數(shù)據(jù)類型包裝起來的類。這些類數(shù)據(jù)全部存在于堆中，Java用new()語句來顯示地告訴編譯器，在運行時才根據(jù)需要動態(tài)創(chuàng)建，因此比較靈活，但缺點是要占用更多的時間。4. String是一個特殊的包裝類數(shù)據(jù)。即可以用String str = new String(abc)。的形式來創(chuàng)建，也可以用String str = abc；的形式來創(chuàng)建。前者是規(guī)范的類的創(chuàng)建過
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