java之堆和棧的比較

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    當我們第一次接觸堆和棧時很多人都不不明白java中為什麼要設定這兩個概念，他們都有什麼作用？堆和棧有什麼區別，各自都有什麼特點？還有Java中存在棧這樣一個後進先出（Last In First Out）的順序的資料結構，這就是java.util.Stack。這種情況下，不免讓很多人更加費解前面的問題。事實上，堆和棧都是記憶體中的一部分，有著不同的作用，而且一個程式需要在這片地區上分配記憶體。眾所周知，所有的Java程式都運行在JVM虛擬機器內部，我們這裡介紹的自然是JVM（虛擬）記憶體中的堆和棧。

區別

　　java中堆和棧的區別自然是面試中的常見問題，下面幾點就是其具體的區別

各司其職

　　最主要的區別就是棧記憶體用來儲存局部變數和引用執行個體，具有先進後出的特點。
　　而堆記憶體用來儲存Java中的對象。無論是成員變數，局部變數，還是類變數，它們指向的對象都儲存在堆記憶體中，具有先進先出的特點。

專屬還是共用

　　棧記憶體歸屬於單個線程，每個線程都會有一個棧記憶體，其儲存的變數只能在其所屬線程中可見，即棧記憶體可以理解成線程的私人記憶體。
　　而堆記憶體中的對象對所有線程可見。堆記憶體中的對象可以被所有線程訪問。

異常錯誤

　　如果棧記憶體沒有可用的空間儲存方法調用和局部變數，JVM會拋出java.lang.StackOverFlowError。
　　而如果是堆記憶體沒有可用的空間儲存產生的對象，JVM會拋出java.lang.OutOfMemoryError。

空間大小

　　棧的記憶體要遠遠小於堆記憶體，如果你使用遞迴的話，那麼你的棧很快就會充滿。如果遞迴沒有及時跳出，很可能發生StackOverFlowError問題。
　　你可以通過-Xss選項設定棧記憶體的大小。-Xms選項可以設定堆的開始時的大小，-Xmx選項可以設定堆的最大值。

　　這就是Java中堆和棧的區別。理解好這個問題的話，可以對你解決開發中的問題，分析堆記憶體和棧記憶體使用量，甚至效能調優都有協助。

查看預設值(Updated)

　　查看堆的預設值，使用下面的代碼，其中InitialHeapSize為最開始的堆的大小，MaxHeapSize為堆的最大值。

13:17 $ java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep HeapSize    uintx ErgoHeapSizeLimit                         = 0                                   {product}    uintx HeapSizePerGCThread                       = 87241520                            {product}    uintx InitialHeapSize                          := 134217728                           {product}    uintx LargePageHeapSizeThreshold                = 134217728                           {product}    uintx MaxHeapSize                              := 2147483648                          {product}java version "1.8.0_25"Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_25-b17)Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.25-b02, mixed mode)

 

　　查看棧的預設值,其中ThreadStackSize為棧記憶體的大小。

13:21 $ java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep ThreadStackSize     intx CompilerThreadStackSize                   = 0                                   {pd product}     intx ThreadStackSize                           = 1024                                {pd product}     intx VMThreadStackSize                         = 1024                                {pd product}java version "1.8.0_25"Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_25-b17)Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.25-b02, mixed mode)

總結：

　　java的記憶體機制　：　

　　Java 把記憶體劃分成兩種一種是棧記憶體，另一種是堆記憶體。

   在函數中定義的一些基本類型的變數和對象的引用變數都是在函數的棧記憶體中分配，當在一段代碼塊定義一個變數時，Java 就在棧中為這個變數分配記憶體空間，當超過變數的範圍後，Java 會自動釋放掉為該變數分配的記憶體空間，該記憶體空間可以立即被另作它用。

　 堆記憶體用來存放由 new 建立的對象和數組，在堆中分配的記憶體，由 JAVA 虛擬機器的自動記憶體回收行程來管理。在堆中產生了一個數組或者對象之後，還可以在棧中定義一個特殊的變數，讓棧中的這個變數的取值等於數組或對象在堆記憶體中的首地址，棧中的這個變數就成了數組或對象的引用變數，以後就可以在程式中使用棧中的引用變數來訪問堆中的數組或者對象，引用變數就相當於是為數組或者對象起的一個名稱。引用變數是普通的變數，定義時在棧中分配，引用變數在程式運行到其範圍之外後被釋放。而數組和對象本身在堆中分配，即使程式運行到使用 new 產生數組或者對象的語句所在的代碼塊之外，數組和對象本身佔據的記憶體不會被釋放，數組和對象在沒有引用變數指向它的時候，才變為垃圾，不能在被使用，但仍然佔據記憶體空間不放，在隨後的一個不確定的時間被記憶體回收行程收走（釋放掉）。

　　這也是 Java 比較占記憶體的原因，實際上，棧中的變數指向堆記憶體中的變數，這就是 Java 中的指標！

java中變數在記憶體中的分配：

　　1、類變數（static修飾的變數）：在程式載入時系統就為它在堆中開闢了記憶體，堆中的記憶體位址存放於棧以便於高速訪問。靜態變數的生命週期--一直持續到整個"系統"關閉

　　2、執行個體變數：當你使用java關鍵字new的時候，系統在堆中開闢並不一定是連續的空間分配給變數（比如說類執行個體），然後根據零散的堆記憶體位址，通過雜湊演算法換算為一長串數字以表徵這個變數在堆中的"物理位置"。 執行個體變數的生命週期--當執行個體變數的引用丟失後，將被GC（記憶體回收行程）列入可回收“名單”中，但並不是馬上就釋放堆中記憶體

　　3、局部變數：局部變數，由聲明在某方法，或某程式碼片段裡（比如for迴圈），執行到它的時候在棧中開闢記憶體，當局部變數一但脫離範圍，記憶體立即釋放

  

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