Java變數以及記憶體配置

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Java變數以及記憶體配置（非常重要）

堆棧

靜態儲存地區

一個由C/C++編譯的程式佔用的記憶體分為以下幾個部分

1、棧區（stack）— 由編譯器自動分配釋放 ，存放函數的參數值，局部變數的值等。其操作方式類似於資料結構中的棧。

2、堆區（heap）— 由程式員分配釋放， 若程式員不釋放，程式結束時可能由OS回收。注意它與資料結構中的堆是兩回事，分配方式倒是類似於鏈表。

3、全域區（靜態區）（static）— 全域變數和靜態變數的儲存是放在一塊的，初始化的全域變數和靜態變數在一塊地區，未初始化的全域變數和未初始化的靜態變數在相鄰的另一塊地區。程式結束後由系統釋放。

4、文字常量區 — 常量字串就是放在這裡的，程式結束後由系統釋放 。

5、程式碼區 — 存放函數體的二進位代碼。

 

Java中儲存地址：

寄存器register 這是速度最快的地方 資料位元於和其他所有方式都不同的一個地方 處理器的內部 不過 寄存器的數量十分有限 所以寄存器是根據需要由編譯器分配我們對此沒有直接的控制權 也不可能在自己的程式裡找到寄存器存在的任何跡象。

JVM的寄存器用來存放當前系統狀態。然而，基於移植性要求，JVM擁有的寄存器數目不能過多。否則，對於任何本身的寄存器個數小於JVM的移植目標機，要用常規儲存來類比高速寄存器，是比較困難的。同時JVM是基於棧（Stack）的，這也使得它擁有的寄存器較少。

JVM的寄存器包括下面四個：

（1）PC程式計數寄存器 （2）optop運算元棧棧頂地址寄存器。 （3）frame當前執行環境地址寄存器。 （4）vars局部變數首地址寄存器。

這些寄存器長度均為32位。其中PC用來記錄程式執行步驟，其餘optop,frame,vars都存放JVM棧中對應地址，用來快速擷取當前執行所需的資訊。

堆棧stack 堆棧位於常規 RAM 隨機訪問儲存空間 內 但可通過它的 堆棧指標 獲得處理器的直接支援 堆棧指標若向下移 會建立新的記憶體 若向上移則會釋放那些記憶體這是一種特別快 特別有效資料儲存方式 僅次於寄存器 建立程式時 Java編譯器必須準確地知道堆棧內儲存的所有資料的長度 以及 存在時間 這是由於它必鬚生成相應的代碼 以便向上和向下移動指標 這一限制無疑影響了程式的靈活性 所以儘管有些 Java資料要儲存在堆棧裡 特別是對象引用 但 Java 對象並不放到其中

  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在函數的堆棧 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所分配的記憶體空間，該記憶體空間可以立即被另作他用。 所以盡量使用基本類型的變數．

 

堆(或 記憶體堆 heap) 一種常規用途的記憶體池 也在 RAM 內 所有 Java 對象都儲存在裡面 和堆棧不同 記憶體堆 或 堆 Heap 最迷人的地方在於編譯器不必知道要從堆裡分配多少儲存空間 也不必知道儲存的資料要在堆裡呆多長的時間 因此用堆儲存資料時會得到更大的靈活性 要建立一個對象時 只需用 new 命令編製相關的代碼即可執行這些代碼時 就會在堆裡自動進行資料的儲存 不過 為了獲得這種靈活性我們也必然需要付出一定的代價 假如在記憶體堆裡分配儲存空間 和分配規格儲存空間相比 前者要花掉更長的時間 和 C++不同 Java 事實上是不允許在堆棧裡建立對象的 這樣說 只是為了進行理論上的一種比較

堆記憶體用來存放由 new建立的對象和數組。 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對象後，還可以在棧中定義一個特殊的變數，讓棧中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。    引用變數就相當於是為數組或對象起的一個名稱，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對象

 

 

靜態儲存static storage  靜態 Static 是指 位於固定位置 儘管仍在 RAM 裡程式運行期間 靜態儲存的資料將隨時等候調用 可用 static 關鍵字指出一個對象的特定元素是靜態 但 Java 對象本身永遠都不會不會置入靜態儲存空間 

 

常數儲存constant storage 常數值通常直接置於程式碼內部 這樣做是安全的 因為它們永遠都不會改變有的常數需要嚴格地保護 所以可考慮將它們置入唯讀記憶體 ROM

 

非 RAM 儲存 若資料完全獨立於一個程式之外 那麼即使程式不運行了 它們仍可存在 並處在程式的控制範圍之外 其中兩個最主要的例子便是 流式對象 和 持久性對象 對於流式對象 對象會變成位元組流通常會發給另一台機器 而對於持久性對象我們可把它們儲存在磁碟或磁帶中 即使程式中止運行 它們仍可保持自己的狀態不變之所以要設計這些類型的資料存放區 最主要的一個考慮便是把對象變成可在其他媒體上存在的形式 以後一旦需要 還可重新變回一個普通的 存在於 RAM 裡的對象 目前 Java 只提供了有限的 持久性對象 支援 在未來的 Java 版本中 有望提供對 持久性 更完善的支援。

 

轉載別人總結的: 紅色的為自己補充 (http://blog.csdn.net/gaowenming/archive/2010/02/22/5316423.aspx)

棧與堆都是Java用來在Ram中存放資料的地方。與C++不同，Java自動管理棧和堆，程式員不能直接地設定棧或堆。       Java的堆或者說記憶體堆是一個運行時資料區,類的(對象從中分配空間。這些對象通過new、newarray、anewarray和multianewarray等指令建立，它們不需要程式碼來顯式的釋放。堆是由記憶體回收來負責的，堆的優勢是可以動態地分配記憶體大小，生存期也不必事先告訴編譯器，因為它是在運行時動態分配記憶體的，Java的垃圾收集器會自動收走這些不再使用的資料。但缺點是，由於要在運行時動態分配記憶體，存取速度較慢。       堆棧的優勢是，存取速度比堆要快，僅次於寄存器，棧資料可以共用。但缺點是，存在棧中的資料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數（,int, short, long, byte, float, double, boolean, char）和物件控點。 棧有一個很重要的特殊性，就是存在棧中的資料可以共用 。 假設我們同時定義： int a = 3; int b = 3； 編譯器先處理int a = 3；首先它會在棧中建立一個變數為a的引用，然後尋找棧中是否有3這個值，如果沒找到，就將3存放進來，然後將a指向3。接著處理int b = 3；在建立完b的引用變數後，因為在棧中已經有3這個值，便將b直接指向3。這樣，就出現了a與b同時均指向3的情況。這時，如果再令a=4；那麼編譯器會重新搜尋棧中是否有4值，如果沒有，則將4存放進來，並令a指向4；如果已經有了，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。要注意這種資料的共用與兩個對象的引用同時指向一個對象的這種共用是不同的，因為這種情況a的修改並不會影響到b, 它是由編譯器完成的，它有利於節省空間的。而一個對象引用變數修改了這個對象的內部狀態，會影響到另一個對象引用變數。 String是一 個特殊的封裝類資料。可以用： String str = new String("abc"); String str = "abc"; 兩種的形式來建立，第一種是用new()來新 建對象的，它會在存放於堆中。每調用一次就會建立一個新的對象。

－＞ String str = new String("abc");自己補充：應該說有會產生兩個對象，一個為new String("abc")的實體物件放到記憶體堆中， 一個為堆棧對象ｓｔｒ 也就是類執行個體對象的引用對象。

而第二種（String str = "abc";）是先在棧中建立一個對String類的對象引用變數str，然後尋找棧中有沒有存放"abc"，如果沒有，則將"abc"存放進棧，並令str指向”abc”，如果已經有”abc” 則直接令str指向“abc”。 比較類裡面的數值是否相等時，用equals()方法；當 測試兩個封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的方式是產生不同的對象。每一次產生一個 。    因此用第二種方式（String str = "abc";）建立多個”abc”字串,在記憶體中其實只存在一個對象而已. 這種寫法有利與節省記憶體空間. 同時它可以在一定程度上提高程式的運行速度，因為JVM會自動根據棧中資料的實際情況來決定是否有必要建立新對象。而對於String str = new String("abc")；的代碼，則一概在堆中建立新對象，而不管其字串值是否相等，是否有必要建立新對象，從而加重了程式的負擔。    另一方面, 要注意: 我們在使用諸如String str = "abc"；的格式定義類時，總是想當然地認為，建立了String類的對象str。擔心陷阱！對象可能並沒有被建立！而可能只是指向一個先前已經建立的對象。只有通過new()方法才能保證每次都建立一個新的對象。由於String類的immutable性質，當String變數需要經常變換其值時，應該考慮使用StringBuffer類，以提高程式效率。

Primitive類型 －－》 放到堆棧中，可以參考上面的說明。（比較奇怪BigDecimal與date 類型怎麼沒在下面表中，另外 Stirng = “abc” 不是也放到堆棧中，所以String 是不是也可以說？）

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