Java中的堆与栈

栈可以理解为内存中一片连续的区域,而堆可以理解为内存中一片分散的区域。可以说,栈是用来运行程序的区域,当在栈里应用一个值的时候,这个值就会指向堆中的一个位置。

jvm在启动时,会开启虚拟机自身的线程,例如垃圾回收线程,还有java程序的线程,创建的线程名,同时创建对象和变量,这些都会放在JVM的栈中,而线程对象字符串,new的对象,变量,都会放在堆中;最后,变量的值,则会放在方法中,方法区和堆都是共享的,通过以上的叙述,就可以看出一些JVM的运行机制。

栈的共享:

String str1 = "myString";

String str2 = "myString";

System.out.println(str1 ==str2 );

//注意:这里使用的是str1 ==str2,而不是str1.equals(str2)的方式。

//因为根据JDK的说明,==号只有在两个引用都指向了同一个对象时才返回真值

//而str1.equals(str2),只是比较两个字符串是否相等 

结果为True,这就说明了str1和str2其实指向的是同一个值。

       上述代码的原理是,首先在栈中创建一个变量为str1的引用,然后查找栈中是否有myString这个值,如果没找到,就将myString存放进来,然后将str1指向myString。接着处理String str2 = "myString";;在创建完str2 的引用变量后,因为在栈中已经有myString这个值,便将str2 直接指向myString。这样,就出现了str1与str2 同时指向myString。

特别注意的是,这种字面值的引用与类对象的引用不同。假定两个类对象的引用同时指向一个对象,如果一个对象引用变量修改了这个对象的内部状态,那么另一个对象引用变量也即刻反映出这个变化。相反,通过字面值的引用来修改其值,不会导致另一个指向此字面值的引用的值也跟着改变的情况。如上例,我们定义完str1与str2 的值后,再令str1=yourString;那么,str2不会等于yourString,还是等于myString。在编译器内部,遇到str1=yourString;时,它就会重新搜索栈中是否有yourString的字面值,如果没有,重新开辟地址存放yourString的值;如果已经有了,则直接将str1指向这个地址。因此str1值的改变不会影响到str2的值。


堆内存:

堆内存用来存放所有new 创建的对象和 数组的数据

String str1 = new String ("myString");

String str2 = "myString";

System.out.println(str1 ==str2 ); //False

String str1 = new String ("myString");

String str2 = new String ("myString");

System.out.println(a==b); //False

创建了两个引用,创建了两个对象。两个引用分别指向不同的两个对象。以上两段代码说明,只要是用new()来新建对象的,都会在堆中创建,而且其字符串是单独存值的,即使与栈中的数据相同,也不会与栈中的数据共享。

如以下代码: Java代码 

        String s1 = "china"; 

        String s2 = "china";

        String s3 = "china"; 

        String ss1 = new String("china"); 

        String ss2 = new String("china"); 

        String ss3 = new String("china");   

        这里解释一下,对于通过 new 产生一个字符串(假设为 ”china” )时,会先去常量池中查找是否已经有了 ”china” 对象,如果没有则在常量池中创建一个此字符串对象,然后堆中再创建一个常量池中此 ”china” 对象的拷贝对象。

也就是有道面试题:String s = new String(“xyz”); 产生几个对象?

一个或两个。如果常量池中原来没有 ”xyz”, 就是两个。如果原来的常量池中存在“xyz”时,就是一个。

        对于基础类型的变量和常量:变量和引用存储在栈中,常量存储在常量池中。


另一种是包装类数据,如Integer, String, Double等将相应的基本数据类型包装起来的类。这些类数据全部存在于堆中,Java用new()语句来显示地告诉编译器,在运行时才根据需要动态创建,因此比较灵活,但缺点是要占用更多的时间。  

   举例如下: Java代码 

   public class Test {       

    public static void main(String[] args)       

    {   

        int a1=1;         

        int b1=1;         

        int c1=2; 

       int i1 = 336;

       int i2 = 336;

        int d1=a1+b1;         

        Integer a = 1;           

        Integer b = 2;           

        Integer c = 3;           

        Integer d = 3;           

        Integer e = 321;           

        Integer f = 321;

        Long g = 3L;  

       System.out.println(a1==b1);   //true  结果1           

       System.out.println(c1==d1);   //true  结果2         

       System.out.println(c==d);   //true  结果3            

       System.out.println(e==f);   //false  结果4  

       System.out.println(i1 == i2);   //true  结果3        

      }  

  }   

 分析:

   结果1:a1==b1如上面所述,会在栈 中开辟存储空间存放数据。          

   结果2:首先它会在栈 中创建一个变量为c1的引用,然后查找有没有字面值为2的地址,没找到,就开辟一个存放2这个字面值的地址,然后将c1指向2的地址,d1为两个字面值相加也为2, 由于在栈中已经有2这个字面值,便将d1直接指向2的地址。这样,就出现了c1与d1同时均指向3的情况。           在分析下面结果以前让我们先对Java自动拆箱和装箱做个了结:在自动装箱时,把int变成Integer的时候,是有规则的,当你的int的值在-128-IntegerCache.high(127) 时,返回的不是一个新new出来的Integer对象,而是一个已经缓存在堆 中的Integer对象,(我们可以这样理解,系统已经把-128到127之 间的Integer缓存到一个Integer数组中去了,如果你要把一个int变成一个Integer对象,首先去缓存中找,找到的话直接返回引用给你就 行了,不必再新new一个),如果不在-128-IntegerCache.high(127) 时会返回一个新new出来的Integer对象。           

  结果3:由于3是在范围内所以是从缓存中取数据的,c和d指向同一个对象,结果为true;         

  结果4:由于321不是在范围内所以不是从缓存中取数据的而是单独有new对象,e和f并没有指向同一个对象,结果为false;

   结果5:int里不会有这种情况,-128~127 这种情况。Integer 会有。

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