如何理解java堆棧

1       概念

 

1.1      堆棧是java中對內存劃分的概念邏輯

 

Java把內存劃分成2種,一種是堆內存,一種是棧堆存

堆棧邏輯概念上的。

 

1.2      什麼會被分配在棧中

 

1.2.1       函數中定義的變量

 

函數中定義的一些基本類型的變量和對象的引用變量都在函數的棧內存中分配

 

1.2.2       代碼塊中定義的變量

 

當在一段代碼塊中定義一個變量時,java就在棧中爲這個變量分配內存空間,當超過變量的作用域後,java會自動釋放掉爲該變量所分配的內存空間,該內存空間可以立即被另做他用。

 

1.3      什麼被分配在堆中—new

 

堆內存,存放由new創建的對象和數組

 

堆中分配的內存,有JVM的GC來管理

 

1.4      聲明對象與引用變量

 

聲明對象時,就是先在棧中定義一個特殊的變量,不指向任何內存地址,然後再堆中產生了一個數組或對象後,讓棧中這個變量取值等於數組或對象堆內存中的首地址

 

引用變量,相當於是爲數組或對象起的一個名稱,以後就可以在程序中使用棧中的引用變量訪問堆中的數組或對象

 

與C++不同,java自動管理堆和棧,程序員不能直接地設置棧和堆。

 

2       堆棧區別

 

2.1      數據結構上

 

堆和棧都是一種數據項按序排列的數據結構。

 

就像裝數據的桶或箱子,是一種具有後進先出性質的數據結構。

 

,像一顆倒過來的,是一種經過排序的樹形結構,每個節點都有一個值。通常我們所說的堆的數據結構,是指二叉樹。堆的特點是根節點值最小或最大),且根節點的兩個子樹也是一個堆。由於堆的這個性質,常用來實現優先隊列,堆的存取的隨意。

 

2.2      安全性

 

堆很靈活,但是不安全。對於對象,我們要動態的創建、銷燬,不會說後創建的對象沒有銷燬,先前創建的對象就不能銷燬。而一旦堆中的對象被銷燬,我們繼續引用這個對象的話,就會出現著名的NullPointerException。這就是堆的缺點錯誤的引用邏輯只有在運行時纔會發現

 

棧不靈活,但是很嚴格,是安全的易於管理。只要上面的引用沒有銷燬,下面引用就一定還在,所以,在棧中,上面引用永遠可以通過下面引用來查找對象,同時如果確認某一區間的內容會一起存在、一起銷燬,也可以上下互相引用。在大部分程序中,都是先定義的變量、引用先進棧,後定義的後進棧,同時,區塊內部的變量、引用在進入區塊時壓棧,區塊結束時出棧,理解了這種機制,就可以很方便理解各種編程語言的作用域的概念了,同時這也是優點錯誤的引用邏輯在編譯時就可以被發現

 

2.3      效率靈活性

 

Java堆是一個運行時數據區,類的對象從中分配空間,這些對象通過new等指令建立,它們不需要代碼程序來顯式的釋放,而是由垃圾回收來負責。

 

的優勢:可以動態分配內存大小,生存期也不必事先告訴編譯器,因爲它在運行時動態分配內存,java 的GC會自動收走這些不再使用的數據。

 

缺點是:由於要在運行時動態分配內存,存取速度較慢

 

的優勢:存取速度比堆塊,僅次於寄存器

缺點:存在棧中的數據大小與生存期必須是確定的,缺乏靈活性

 

2.4      棧數據可以共享(基本類型的變量)

 

如    int a =3;

         intb = 3;

編譯器先處理int a =3; 首先它會在棧中創建一個變量爲a的引用,然後查找棧中是否有3這個值,如果沒找到,就將3存放進來,然後將a指向3,接着處理 int b=3,在創建完b的引用變量後,因爲在棧中已經有3這個值,便將b直接指向3.這樣,就出現了a,b均指向3的情況。這時,如果另a=4;那麼編譯器會重新搜索棧中是否有4值,如果沒有,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值改變不影響b值。

 

注意,這種數據共享,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,因爲這種情況a的修改並不會影響到b,它是由編譯器完成的,有利於節省空間。而一個對象引用變量修改了這個對象的內部狀態,會影響到另一個對象引用變量

 

 

轉自:如何理解JAVA堆棧

http://www.sunjianbo.com/heap-and-stack.html

 

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