JAVA高级---（3）10分钟入门Java内存分配（非常有趣的图文教程）

（一）概念理解

什么是堆栈内存？
Java中的堆栈是内存的一部分，包含方法，局部变量和引用变量。堆栈存储器始终以后进先出顺序引用。在堆栈中创建局部变量。

什么是堆内存？
堆是包含对象的内存部分，也可能包含引用变量。实例变量在堆中创建

知识点补充：局部变量、实例变量、全局变量、类变量、成员变量
类体由2部分构成:
一部分是变量的定义;
一部分是方法的定义(一个类中可以有多个方法)

在变量定义部分定义的变量叫做类的成员变量,成员变量在整个类中都有效.
(全局变量应该是成员变量的俗称)
在方法体中定义的变量叫做局部变量,局部变量只在定义它的方法中有效.
成员变量又分为实例变量和类变量(static静态变量).

Java中的内存分配，JVM将内存划分为以下部分。
代码—对应代码区
栈–对应栈区
堆—对应堆区
静态的–对应数据区
这种内存划分是其有效管理所必需的。

内存的Stack部分包含方法，局部变量和引用变量，由编译器自动分配释放
在函数中定义的一些基本类型的变量数据和对象的引用变量都在函数的栈内存中分配。当在一段代码块定义一个变量时，Java就在栈中为这个变量分配内存空间，当该变量退出该作用域后，Java会自动释放掉为该变量所分配的内存空间，该内存空间可以立即被另作他用。每个线程包含一个栈区，每个栈中的数据(原始类型和对象引用)都是私有的，其他栈不能访问。
栈分为3个部分：基本类型变量区、执行环境上下文、操作指令区(存放操作指令)。

简单如何能理解，实际上可以把他当做线程执行区域的内容，比如类中的方法和局部变量和引用变量统统都属于方法里面的可以被线程抢夺的，所以他们每个线程都会有一套自己的栈区，而且是私有的，这也就是为什么会出现多线程访问数据可能会不一致的原因。

所述堆部分包含对象（也可以含有参考变量），一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS（操作系统）回收

堆内存用来存放由new创建的对象和数组。在堆中分配的内存，由Java虚拟机的自动垃圾回收器来管理。在堆中产生了一个数组或对象后，在栈中定义一个特殊的变量，让栈中这个变量的取值等于数组或对象在堆内存中的首地址，栈中的这个变量就成了数组或对象的引用变量。引用变量就相当于是为数组或对象起的一个名称，以后就可以在程序中使用栈中的引用变量来访问堆中的数组或对象。引用变量就相当于是为数组或者对象起的一个名称。引用变量是普通的变量，定义时在栈中分配，引用变量在程序运行到其作用域之外后被释放。而数组和对象本身在堆中分配，即使程序运行到使用 new 产生数组或者对象的语句所在的代码块之外，数组和对象本身占据的内存不会被释放，数组和对象在没有引用变量指向它的时候，才变为垃圾，不能在被使用，但仍然占据内存空间不放，在随后的一个不确定的时间被垃圾回收器收走（释放掉）。这也是java比较占内存的原因。实际上，栈中的变量指向堆内存中的变量，这就是java中的指针！Java的堆是一个运行时数据区,类的对象从中分配空间。这些对象通过new、newarray、anewarray和multianewarray等指令建立，它们不需要程序代码来显式的释放。堆是由垃圾回收来负责的，堆的优势是可以动态地分配内存大小，生存期也不必事先告诉编译器，因为它是在运行时动态分配内存的，Java的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据。但缺点是，由于要在运行时动态分配内存，存取速度较慢。jvm只有一个堆区(heap)被所有线程共享。

所述静态部分包含静态数据/方法。全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。- 程序结束释放

该代码段包含您的字节码。

方法区跟堆一样，被所有的线程共享。用于存储虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。

常量池指的是在编译期被确定，并被保存在已编译的.class文件中的一些数据。除了包含代码中所定义的各种基本类型（如int、long等等）和对象型（如String及数组）的常量值(final)还包含一些以文本形式出现的符号引用，比如：类和接口的全限定名； 字段的名称和描述符； 方法和名称和描述符。虚拟机必须为每个被装载的类型维护一个常量池。常量池就是该类型所用到常量的一个有序集和，包括直接常量（string,integer和floating point常量）和对其他类型，字段和方法的符号引用。对于String常量，它的值是在常量池中的。而JVM中的常量池在内存当中是以表的形式存在的，对于String类型，有一张固定长度的CONSTANT_String_info表用来存储文字字符串值，注意：该表只存储文字字符串值，不存储符号引用。说到这里，对常量池中的字符串值的存储位置应该有一个比较明了的理解了。在程序执行的时候,常量池会储存在方法区（Method Area）,而不是堆中。

引申一个面试常问的考题堆和栈的区别与联系：
栈的优势是，存取速度比堆要快，仅次于寄存器，栈数据可以共享(指的是线程共享，而给进程共享)。但缺点是，存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的，缺乏灵活性。栈中主要存放一些基本类型的变量数据（int, short, long, byte, float, double, boolean, char）和对象句柄(引用)。

（二）举例引导深入浅出堆和栈：

假设你的main方法调用方法m1
在堆栈java中，将从方法m1创建一个框架。

m1中的变量X也将在堆栈中m1的帧中创建。（见下图）。

方法m1调用方法m2。在堆栈java中，在m1帧的顶部为m2创建一个新帧。


变量b和c也将在堆栈中的帧m2中创建。

public void m2（int b）{
boolean c;
}

同样的方法m2是调用方法m3。再次在堆栈顶部创建一个框架m3（见下图）。


现在假设我们的方法m3正在为类“Account”创建一个对象，它有两个实例变量int p和int q。

account{
             Int p;
             Int q;
       }

这是方法m3的代码

public void m3（）{
	Account ref=new Account（）;
	//其他业务逻辑
}

语句new Account（）将在堆中创建一个帐户对象。

引用变量“ref”将在堆栈java中创建。

赋值“=”运算符将使引用变量指向堆中的对象。

一旦方法完成执行。控制流程将返回调用方法。在这种情况下，方法m2。

方法m3的堆栈将被清除。

由于引用变量将不再指向堆中的对象，因此它有资格进行垃圾回收。

方法m2完成执行后。它将从堆栈弹出，其所有变量将被刷新，不再可用。

同样对于方法m1。

最终，控制流程将返回程序的起始点。通常，这是“main”方法的执行流程。

如果Object有一个引用作为其实例变量怎么办？

public static void main（String args []）{
  A parent=new A（）; 
  //更多代码
  } 
  class A {
  B child = new B（）;
   int e; 
   //更多代码
   }
  class B {
  int c; 
  int d;
   //更多代码
   }

在这种情况下，引用变量“child”将在堆中创建，而堆又将指向其对象，如下图所示。

调用方法时，会在堆栈顶部创建一个框架。
一旦方法完成执行，控制流将返回到调用方法，并刷新其相应的堆栈帧。
在堆栈中创建局部变量
实例变量在堆中创建，并且是它们所属对象的一部分。
在堆栈中创建引用变量。