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Java中的栈和堆

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简介:JAVA在程序运行时,在内存中划分5片空间进行数据的存储。分别是:1:寄存器。2:本地方法区。3:方法区。4:栈。5:堆。

JAVA在程序运行时,在内存中划分5片空间进行数据的存储。分别是:1:寄存器。2:本地方法区。3:方法区。4:栈。5:堆。

基本,栈stack和堆heap这两个概念很重要,不了解清楚,后面就不用学了。

以下是这几天栈和堆的学习记录和心得。得些记录下来。以后有学到新的,会慢慢补充。

 

一、先说一下最基本的要点

基本数据类型、局部变量都是存放在栈内存中的,用完就消失。


new创建的实例化对象及数组,是存放在堆内存中的,用完之后靠垃圾回收机制不定期自动消除。

 

 

二、先明确以上两点,以下示例就比较好理解了


示例1

main()


int x=1;


show ()


int x=2

主函数main()中定义变量int x=1,show()函数中定义变量int x=1。最后show()函数执行完毕。


以上程序执行步骤:

第1步——main()函数是程序入口,JVM先执行,在栈内存中开辟一个空间,存放int类型变量x,同时附值1。


第2步——JVM执行show()函数,在栈内存中又开辟一个新的空间,存放int类型变量x,同时附值2。


此时main空间与show空间并存,同时运行,互不影响。


第3步——show()执行完毕,变量x立即释放,空间消失。但是main()函数空间仍存在,main中的变量x仍然存在,不受影响。

示意图如下:

Java中的栈和堆

 

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示例2

main()


int[] x=new int[3];


x[0]=20

主函数main()中定义数组x,元素类型int,元素个数3。

以上程序执行步骤


第1步——执行int[] x=new int[3];


隐藏以下几分支


JVM执行main()函数,在栈内存中开辟一个空间,存放x变量(x变量是局部变量)。


同时,在堆内存中也开辟一个空间,存放new int[3]数组,堆内存会自动内存首地址值,如0x0045。


数组在栈内存中的地址值,会附给x,这样x也有地址值。所以,x就指向(引用)了这个数组。此时,所有元素均未附值,但都有默认初始化值0。

第2步——执行x[0]=20


即在堆内存中将20附给[0]这个数组元素。这样,数组的三个元素值分别为20,0

示图如下:

Java中的栈和堆

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示例3


main()


int[] x=new int[3];


x[0]=20


x=null;

以上步骤执行步骤


第1、2步——与示例2完全一样,略。

第3步——执行x=null;


null表示空值,即x的引用数组内存地址0x0045被删除了,则不再指向栈内存中的数组。此时,堆中的数组不再被x使用了,即被视为垃圾,JVM会启动垃圾回收机制,不定时自动删除。

示图如下

Java中的栈和堆

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示例4


main()


int[] x=new int[3];


int[] y=x;


y[1]=100


x=null;

以上步骤执行步骤

第1步——与示例2第1步一致,略。


第2步——执行int[] y=x,


在栈内存定义了新的数组变量内存y,同时将x的值0x0045附给了y。所以,y也指向了堆内存中的同一个数组。


第3步——执行y[1]=100


即在堆内存中将20附给[0]这个数组元素。这样,数组的三个元素值分别为0,100,0


第4步——执行x=null


则变量x不再指向栈内存中的数组了。但是,变量y仍然指向,所以数组不消失。

示图如下

Java中的栈和堆

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示例5

Car c=new Car;


c.color="blue";


Car c1=new Car;


c1.num=5;

 虽然是个对象都引用new Car,但是是两个不同的对象。每一次new,都产生不同的实体

Java中的栈和堆

 

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示例6

Car c=new Car;


c.num=5;


Car c1=c;


c1.color="green";


c.run();

Car c1=c,这句话相当于将对象复制一份出来,两个对象的内存地址值一样。所以指向同一个实体,对c1的属性修改,相当于c的属性也改了。

Java中的栈和堆

 

 

三、栈和堆的特点

栈:

函数中定义的基本类型变量,对象的引用变量都在函数的栈内存中分配。


栈内存特点,数数据一执行完毕,变量会立即释放,节约内存空间。


栈内存中的数据,没有默认初始化值,需要手动设置。

 

堆:

堆内存用来存放new创建的对象和数组。


堆内存中所有的实体都有内存地址值。


堆内存中的实体是用来封装数据的,这些数据都有默认初始化值。


堆内存中的实体不再被指向时,JVM启动垃圾回收机制,自动清除,这也是JAVA优于C++的表现之一(C++中需要程序员手动清除)。

 

注:

什么是局部变量:定义在函数中的变量、定义在函数中的参数上的变量、定义在for循环内部的变量

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