java中堆,棧,方法區詳解

1、java中的棧(stack)和堆(heap)是java在內存(ram)中存放數據的地方。

2、堆區

存儲的全部是對象,每個對象都包含一個與之對應的class的信息。(class的目的是得到操作指令);jvm只有一個heap區,被所有線程共享,不存放基本類型和對象引用,只存放對象本身。

堆的優劣勢:堆的優勢是可以動態的分配內存大小,生存期也不必事先告訴編譯器,java的垃圾收集器會自動收取這些不在使用的數據,但缺點是,由於要在運行時動態分配內存,存取速度慢。

3、棧區

每一個線程包含一個stack區,只保存基本數據類型的對象和自定義對象的引用(不是對象),對象都存放在共享heap中;每個棧中的數據(基本數據類型和對象引用)都是私有的,其他棧不能訪問; 棧分爲3部分:基本類型變量區、執行環境上下文、操作指令區(存放操作指令)

棧的優勢劣勢:存取速度比堆要快,僅次於直接位於CPU的寄存器,但必須確定的是存在stack中的數據大小與生存期必須是確定的,缺乏靈活性。單個stack的數據可以共享。

stack:是一個先進後出的數據結構,通常保存方法中的參數,局部變量。在java中,所有基本類型和引用類型都在stack中儲存,棧中數據的生存空間一般在當前scopes內

4、方法區

1、又叫靜態區,跟堆一樣,被所有的線程共享。方法區包含所有的class和static變量;

2、方法區中包含的都是在程序中永遠的唯一的元素

5 、直接內存(深入理解JVM定義)

直接內存並不是虛擬機運行時數據區的一部分,也不是Java 虛擬機規範中農定義的內存區域。在JDK1.4 中新加入了NIO(New Input/Output)類,引入了一種基於通道(Channel)與緩衝區(Buffer)的I/O 方式,它可以使用native 函數庫直接分配堆外內存,然後通脫一個存儲在Java堆中的DirectByteBuffer 對象作爲這塊內存的引用進行操作。這樣能在一些場景中顯著提高性能,因爲避免了在Java堆和Native堆中來回複製數據。
本機直接內存的分配不會受到Java 堆大小的限制,受到本機總內存大小限制
配置虛擬機參數時,不要忽略直接內存 防止出現OutOfMemoryError異常
直接內存(堆外內存)與堆內存比較
直接內存申請空間耗費更高的性能,當頻繁申請到一定量時尤爲明顯
直接內存IO讀寫的性能要優於普通的堆內存,在多次讀寫操作的情況下差異明顯
//非直接內存分配申請
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(2);
//直接內存分配申請
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(2);

6、在JAVA中,有六個不同的地方可以存儲數據:
 1. 寄存器(register)。這是最快的存儲區,因爲它位於不同於其他存儲區的地方——處理器內部。但是寄存器的數量極其有限,所以寄存器由編譯器根據需求進行分配。你不能直接控制,也不能在程序中感覺到寄存器存在的任何跡象。

  1. 堆棧(stack)。位於通用RAM中,但通過它的“堆棧指針”可以從處理器哪裏獲得支持。堆棧指針若向下移動,則分配新的內存;

若向上移動,則釋放那些 內存。這是一種快速有效的分配存儲方法,僅次於寄存器。創建程序時候,JAVA編譯器必須知道存儲

在堆棧內所有數據的確切大小和生命週期,因爲它必須生成 相應的代碼,以便上下移動堆棧指針。這一約束限制了程序的靈活

性,所以雖然某些JAVA數據存儲在堆棧中——特別是對象引用,但是JAVA對象不存儲其 中。

  1. 堆(heap)。一種通用性的內存池(也存在於RAM中),用於存放所以的JAVA對象。堆不同於堆棧的好處是:編譯器不需要知

道要從堆裏分配多少存儲區 域,也不必知道存儲的數據在堆裏存活多長時間。因此,在堆裏分配存儲有很大的靈活性。當你需要

創建一個對象的時候,只需要new寫一行簡單的代碼,當執行 這行代碼時,會自動在堆裏進行存儲分配。當然,爲這種靈活性必

須要付出相應的代碼。用堆進行存儲分配比用堆棧進行存儲存儲需要更多的時間。

  1. 靜態存儲(static storage)。這裏的“靜態”是指“在固定的位置”。靜態存儲裏存放程序運行時一直存在的數據。你可用關鍵字

static來標識一個對象的特定元素是靜態的,但JAVA對象本身從來不會存放在靜態存儲空間裏。

  1. 常量存儲(constant storage)。常量值通常直接存放在程序代碼內部,這樣做是安全的,因爲它們永遠不會被改變。有時,在

嵌入式系統中,常量本身會和其他部分分割離開,所以在這種情況下,可以選擇將其放在ROM中

  1. 非RAM存儲。如果數據完全存活於程序之外,那麼它可以不受程序的任何控制,在程序沒有運行時也可以存在。
      
    就速度來說,有如下關係:
    寄存器 < 堆棧 < 堆 < 其他

**運行類過程:**方法區找到方法–堆中實例化對象–調用棧(指向堆中實例)

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