你對Java內(nèi)存分配的概念是否熟悉，這里和大家分享一下，Java 程序運行時的內(nèi)存結(jié)構(gòu)分成：方法區(qū)、棧內(nèi)存、堆內(nèi)存、本地方法棧幾種。棧和堆都是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的知識，如果不清楚，沒有關(guān)系，就當(dāng)成一個不同的名字就好了，下面的講解不需要用到它們具體的知識。

Java內(nèi)存分配

1：方法區(qū)

方法區(qū)存放裝載的類數(shù)據(jù)信息包括：

（1）：基本信息：

1）每個類的全限定名
2）每個類的直接超類的全限定名(可約束類型轉(zhuǎn)換)
3）該類是類還是接口
4）該類型的訪問修飾符
5）直接超接口的全限定名的有序列表

（2）：每個已裝載類的詳細(xì)信息：

1）運行時常量池：

存放該類型所用的一切常量(直接常量和對其它類型、字段、方法的符號引用)，它們以數(shù)組形式通過索引被訪問，是外部調(diào)用與類聯(lián)系及類型對象化的橋梁。它是類文件(字節(jié)碼)常量池的運行時表示。(還有一種靜態(tài)常量池，在字節(jié)碼文件中)。

2）字段信息：

類中聲明的每一個字段的信息(名，類型，修飾符)。

3）方法信息：
 
類中聲明的每一個方法的信息(名，返回類型，參數(shù)類型，修飾符，方法的字節(jié)碼和異常表)。

4）靜態(tài)變量

5）到類classloader的引用：即到該類的類裝載器的引用。

6）到類class 的引用：

虛擬機為每一個被裝載的類型創(chuàng)建一個class 實例，用來代表這個被裝載的類。下面我們看一下Java內(nèi)存分配中的棧內(nèi)存。#p#

2：棧內(nèi)存

Java 棧內(nèi)存以幀的形式存放本地方法的調(diào)用狀態(tài)(包括方法調(diào)用的參數(shù)，局部變量，中間結(jié)果等)。每調(diào)用一個方法就將對應(yīng)該方法的方法幀壓入Java 棧，成為當(dāng)前方法幀。當(dāng)調(diào)用結(jié)束(返回)時，就彈出該幀。
 
編譯器將源代碼編譯成字節(jié)碼(.class)時，就已經(jīng)將各種類型的方法的局部變量，操作數(shù)棧大小確定并放在字節(jié)碼中，隨著類一并裝載入方法區(qū)。當(dāng)調(diào)用方法時，通過訪問方法區(qū)中的類的信息，得到局部變量以及操作數(shù)棧的大小。

也就是說：在方法中定義的一些基本類型的變量和對象的引用變量都在方法的棧內(nèi)存中分配。當(dāng)在一段代碼塊定義一個變量時，Java 就在棧中為這個變量分配內(nèi)存空間，當(dāng)超過變量的作用域后，Java 會自動釋放掉為該變量所分配的內(nèi)存空間，該內(nèi)存空間可以立即被另作它用。
棧內(nèi)存的構(gòu)成：

Java 棧內(nèi)存由局部變量區(qū)、操作數(shù)棧、幀數(shù)據(jù)區(qū)組成。
 
（1）：局部變量區(qū)為一個以字為單位的數(shù)組，每個數(shù)組元素對應(yīng)一個局部變量的值。調(diào)用方法時，將方法的局部變量組成一個數(shù)組，通過索引來訪問。若為非靜態(tài)方法，則加入一個隱含的引用參數(shù)this,該參數(shù)指向調(diào)用這個方法的對象。而靜態(tài)方法則沒有this參數(shù)。因此，對象無法調(diào)用靜態(tài)方法。
 
（2）：操作數(shù)棧也是一個數(shù)組，但是通過棧操作來訪問。所謂操作數(shù)是那些被指令操作的數(shù)據(jù)。當(dāng)需要對參數(shù)操作時如a=b+c,就將即將被操作的參數(shù)壓棧，如將b 和c 壓棧，然后由操作指令將它們彈出，并執(zhí)行操作。虛擬機將操作數(shù)棧作為工作區(qū)。

（3）：幀數(shù)據(jù)區(qū)處理常量池解析，異常處理等

3：堆內(nèi)存

放由new 創(chuàng)建的對象和數(shù)組。在堆中分配的內(nèi)存，由Java 虛擬機的自動垃圾回收器來管理。
在堆中產(chǎn)生了一個數(shù)組或?qū)ο蠛?，還可以在棧中定義一個特殊的變量，讓棧中這個變量的取值等于數(shù)組或?qū)ο笤诙褍?nèi)存中的首地址，棧中的這個變量就成了數(shù)組或?qū)ο蟮囊米兞?。引用變量就相?dāng)于是為數(shù)組或?qū)ο笃鸬囊粋€名稱，以后就可以在程序中使用棧中的引用變量來訪問堆中的數(shù)組或?qū)ο蟆?/p>

棧內(nèi)存和堆內(nèi)存比較

Java內(nèi)存分配中棧與堆都是Java 用來在內(nèi)存中存放數(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?。
Java 的堆是一個運行時數(shù)據(jù)區(qū)，對象從中分配空間。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，因為它是在運行時動態(tài)分配內(nèi)存的，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。

棧的優(yōu)勢是，存取速度比堆要快，僅次于寄存器，棧數(shù)據(jù)可以共享。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。棧中主要存放一些基本類型的變量（int,short, long, byte, float, double, boolean, char）和對象句柄。

棧有一個很重要的特殊性，就是存在棧中的數(shù)據(jù)可以共享。假設(shè)我們同時定義：  

int a = 3;   
int b = 3；  

編譯器先處理int a = 3；首先它會在棧中創(chuàng)建一個變量為a 的引用，然后查找棧中是否有3 這個值，如果沒找到，就將3 存放進(jìn)來，然后將a 指向3。接著處理int b = 3；在創(chuàng)建完b 的引用變量后，因為在棧中已經(jīng)有3這個值，便將b 直接指向3。這樣，就出現(xiàn)了a 與b 同時均指向3的情況。內(nèi)存示意圖如下：

這時，如果再令a=4；那么編譯器會重新搜索棧中是否有4 值，如果沒有，則將4 存放進(jìn)來，并令a 指向4；如果已經(jīng)有了，則直接將a指向這個地址。因此a 值的改變不會影響到b 的值。要注意這種數(shù)據(jù)的共享與兩個對象的引用同時指向一個對象的這種共享是不同的，因為這種情況a 的修改并不會影響到b, 它是由編譯器完成的，它有利于節(jié)省空間。此時的內(nèi)存分配示意圖如下：

而一個對象引用變量修改了這個對象的內(nèi)部狀態(tài)，會影響到另一個對象引用變量。#p#

4：本地方法棧內(nèi)存

與調(diào)用的本地方法的語言相關(guān)，如調(diào)用的是一個c語言方法則為一個c 棧。本地方法可以回調(diào)java方法。若有java方法調(diào)用本地方法，虛擬機就運行這個本地方法。
在虛擬機看來運行這個本地方法就是執(zhí)行這個java 方法，如果本地方法拋出異常，虛擬機就認(rèn)為是這個java 方法拋出異常。
Java 通過Java 本地接口JNI（Java Native Interface）來調(diào)用其它語言編寫的程序， 在Java 里面用native 修飾符來描述一個方法是本地方法。這個了解一下就好了。

5：String 的Java內(nèi)存分配

String 是一個特殊的包裝類數(shù)據(jù)。可以用：  

String str = new String("abc");   
String str = "abc";  

兩種的形式來創(chuàng)建，第一種是用new()來新建對象的，它會在存放于堆中。每調(diào)用一次就會創(chuàng)建一個新的對象。
而第二種是先在棧中創(chuàng)建一個對String 類的對象引用變量str，然后查找棧中有沒有存放"abc"，如果沒有，則將"abc"存放進(jìn)棧，并令str指向”abc”，如果已經(jīng)有”abc” 則直接令str指向“abc”。
比較類里面的數(shù)值是否相等時，用equals()方法；當(dāng)測試兩個包裝類的引用是否指向同一個對象時，用==，下面用例子說明上面的理論。

String str1 = "abc";   
String str2 = "abc";   
System.out.println(str1==str2); //true   

可以看出str1 和str2 是指向同一個對象的。

String str1 = new String ("abc");   
String str2 = new String ("abc");   
System.out.println(str1==str2); // false   

用new 的方式是生成不同的對象。每一次生成一個。

因此用第一種方式創(chuàng)建多個”abc”字符串，在內(nèi)存中其實只存在一個對象而已。這種寫法有利于節(jié)省內(nèi)存空間。同時它可以在一定程度上提高程序的運行速度，因為JVM會自動根據(jù)棧中數(shù)據(jù)的實際情況來決定是否有必要創(chuàng)建新對象。而對于String str = newString("abc")；的代碼，則一概在堆中創(chuàng)建新對象，而不管其字符串值是否相等，是否有必要創(chuàng)建新對象，從而加重了程序的負(fù)擔(dān)。
另一方面, 要注意: 我們在使用諸如String str = "abc"；的格式時，總是想當(dāng)然地認(rèn)為，創(chuàng)建了String 類的對象str。擔(dān)心陷阱！對象可能并沒有被創(chuàng)建！而可能只是指向一個先前已經(jīng)創(chuàng)建的對象。只有通過new()方法才能保證每次都創(chuàng)建一個新的對象。

由于String類的值不可變性（immutable），當(dāng)String 變量需要經(jīng)常變換其值時，應(yīng)該考慮使用StringBuffer 或StringBuilder 類，以提高程序效率。

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