android ,java中的內存畫分:棧,堆,靜態區,常量去,方法區。。。簡單梳理


內存的劃分整體說來有以下六種:


1. 寄存器(register)。------最快的存儲區, 由編譯器根據需求進行分配,我們在程序中無法控制.


2. 棧(stack)。------存放基本類型的變量數據和對象,數組的引用,但對象本身不存放在棧中,而是存放在堆(new 出來的對象)或者常量池中(字符串常量對象存放在常量池中)


3. 堆(heap)。------存放所有new出來的對象。


4. 靜態存儲(static storage)。------存放靜態成員(static定義的)


5. 常量存儲(constant storage)。------存放字符串常量和基本類型常量(public static final)


6. 非RAM存儲。------硬盤等永久存儲空間





詳細理解:

棧中的數據大小和生命週期是可以確定的,當沒有引用指向數據時,這個數據就會消失。

堆中的對象的由垃圾回收器負責回收,因此大小和生命週期不需要確定,具有很大的靈活性。

字符串:其對象的引用都是存儲在棧中的,如果是編譯期已經創建好(直接用雙引號定義的)的就存儲在常量池中,如果是運行期(new出來的)才能確定的就存儲在堆中。對於equals相等的字符串,在常量池中永遠只有一份,在堆中有多份。

這裏解釋一下,對於通過 new 產生一個字符串(假設爲 ”china” )時,會先去常量池中查找是否已經有了 ”china” 對象,如果沒有則在常量池中創建一個此字符串對象,然後堆中再創建一個常量池中此 ”china” 對象的拷貝對象。


拓展:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::拓展::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::


面試題:

String s = new String(“xyz”); 產生幾個對象?

         一個或兩個。如果常量池中原來沒有 ”xyz”, 就是兩個。如果原來的常量池中存在“xyz”時,就是一個。


變量:局部變量的數據存在於棧內存中。棧內存中的局部變量隨着方法的消失而消失。 成員變量存儲在堆中的對象裏面,由垃圾回收器負責回收。



令人感覺混亂的地方(變量和常量的賦值):

棧有一個很重要的特殊性,就是存在棧中的數據可以共享。假設我們同時定義   int a = 3;   int b = 3; 編 譯器先處理int a = 3;首先它會在棧中創建一個變量爲a的引用,然後查找有沒有字面值爲3的地址,沒找到,就開闢一個存放3這個字面值的地址,然後將a指向3的地址。接着處 理int b = 3;在創建完b的引用變量後,由於在棧中已經有3這個字面值,便將b直接指向3的地址。這樣,就出現了a與b同時均指向3的情況。 特 別注意的是,這種字面值的引用與類對象的引用不同。假定兩個類對象的引用同時指向一個對象,如果一個對象引用變量修改了這個對象的內部狀態,那麼另一個對 象引用變量也即刻反映出這個變化。相反,通過字面值的引用來修改其值,不會導致另一個指向此字面值的引用的值也跟着改變的情況。如上例,我們定義完a與 b的值後,再令a=4;那麼,b不會等於4,還是等於3。在編譯器內部,遇到a=4;時,它就會重新搜索棧中是否有4的字面值,如果沒有,重新開闢地址存 放4的值;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。


包裝類:

包裝類數據,如Integer, String, Double等將相應的基本數據類型包裝起來的類。這些類數據全部存在於堆中,Java用new()語句來顯示地告訴編譯器,在運行時才根據需要動態創建,因此比較靈活,但缺點是要佔用更多的時間。  


舉例如下: Java代碼 

   public class Test {       

    public static void main(String[] args)       

    {   

        int a1=1;         

        int b1=1;         

        int c1=2;         

        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  結果1           

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

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

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

      }  

  }   

 分析:

   結果1:a1==b1如上面所述,會在棧 中開闢存儲空間存放數據。          

   結果2:首先它會在棧 中創建一個變量爲c1的引用,然後查找有沒有字面值爲2的地址,沒找到,就開闢一個存放2這個字面值的地址,然後將c1指向2的地址,d1爲兩個字面值相加也爲2, 由於在棧中已經有2這個字面值,便將d1直接指向2的地址。這樣,就出現了c1與d1同時均指向3的情況。           在分析下面結果以前讓我們先對Java自動拆箱和裝箱做個了結:在自動裝箱時,把int變成Integer的時候,是有規則的,當你的int的值在-128-IntegerCache.high(127) 時,返回的不是一個新new出來的Integer對象,而是一個已經緩存在堆 中的Integer對象,(我們可以這樣理解,系統已經把-128到127之 間的Integer緩存到一個Integer數組中去了,如果你要把一個int變成一個Integer對象,首先去緩存中找,找到的話直接返回引用給你就 行了,不必再新new一個),如果不在-128-IntegerCache.high(127) 時會返回一個新new出來的Integer對象。           

  結果3:由於3是在範圍內所以是從緩存中取數據的,c和d指向同一個對象,結果爲true;         

  結果4:由於321不是在範圍內所以不是從緩存中取數據的而是單獨有new對象,e和f並沒有指向同一個對象,結果爲false;  

  4. String是一個特殊的包裝類數據。即可以用String str = new String("abc");的形式來創建,也可以用String str = "abc";的形式來創建(作爲對比,在JDK 5.0之前,你從未見過Integer i = 3;的表達式,因爲類與字面值是不能通用的,除了String。而在JDK 5.0中,這種表達式是可以的!因爲編譯器在後臺進行Integer i = new Integer(3)的轉換)。前者是規範的類的創建過程,即在Java中,一切都是對象,而對象是類的實例,全部通過new()的形式來創建。Java 中的有些類,如DateFormat類,可以通過該類的getInstance()方法來返回一個新創建的類,似乎違反了此原則。其實不然。該類運用了單 例模式來返回類的實例,只不過這個實例是在該類內部通過new()來創建的,而getInstance()向外部隱藏了此細節。那爲什麼在String str = "abc";中,並沒有通過new()來創建實例,是不是違反了上述原則?其實沒有。


 4(1)String str = "abc"創建對象的過程 

1 首先在常量池中查找是否存在內容爲"abc"字符串對象 

2 如果不存在則在常量池中創建"abc",並讓str引用該對象

 3 如果存在則直接讓str引用該對象

至 於"abc"是怎麼保存,保存在哪?常量池屬於類信息的一部分,而類信息反映到JVM內存模型中是對應存在於JVM內存模型的方法區,也就是說這個類信息 中的常量池概念是存在於在方法區中,而方法區是在JVM內存模型中的堆中由JVM來分配的,所以"abc"可以說存在於堆中(而有些資料,爲了把方法區的 堆區別於JVM的堆,把方法區稱爲棧)。一般這種情況下,"abc"在編譯時就被寫入字節碼中,所以class被加載時,JVM就爲"abc"在常量池中 分配內存,所以和靜態區差不多。  

   4(2)String str = new String("abc")創建實例的過程 

1 首先在堆中(不是常量池)創建一個指定的對象"abc",並讓str引用指向該對象 

2 在字符串常量池中查看,是否存在內容爲"abc"字符串對象 

3 若存在,則將new出來的字符串對象與字符串常量池中的對象聯繫起來 

4 若不存在,則在字符串常量池中創建一個內容爲"abc"的字符串對象,並將堆中的對象與之聯繫起來 intern 方法可以返回該字符串在常量池中的對象的引用,可以通過下面代碼簡單的測試 Java代碼 

  class StringTest {     

   public static void main(String[] args) {         

    String str1 = "abc";         

    String str2 = new String("abc").intern();         

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

  } 

  一個初始爲空的字符串池,它由類 String 私有地維護。 當調用 intern 方法時,如果池已經包含一個等於此 String 對象的字符串(用 equals(Object) 方法確定),則返回池中的字符串。否則,將此 String 對象添加到池中,並返回此 String 對象的引用。 它遵循以下規則:對於任意兩個字符串 s 和 t ,當且僅當  s.equals(t) 爲 true 時,s.intern() == t.intern() 才爲 true 。   所以String str1 = "abc",str1引用的是常量池(方法區)的對象,而String str2 = new String("abc"),str2引用的是堆中的對象,所以內存地址不一樣,但是內容一樣,所以==爲false,而equals是true

4(3)String str1 = "abc"; String str2 = "ab" + "c"; str1==str2是ture 是因爲String str2 = "ab" + "c"會查找常量池中時候存在內容爲"abc"字符串對象,如存在則直接讓str2引用該對象,顯然String str1 = "abc"的時候,上面說了,會在常量池中創建"abc"對象,所以str1引用該對象,str2也引用該對象,所以str1==str2

4(4)String str1 = "abc"; String str2 = "ab"; String str3 = str2 + "c"; str1==str3是false 是因爲String str3 = str2 + "c"涉及到變量(不全是常量)的相加,所以會生成新的對象,其內部實現是先new一個StringBuilder,然後 append(str2),append("c");然後讓str3引用toString()返回的對象 如果想了解更多的細節,可以自己查看反編譯的代碼,查看反編譯代碼可以用javap,

 即 javap -c -verbose 要查看的類文件(.class不要)

比如上面的代碼的示例

javac StringTest.java //編譯

javap -c -verbose StringTest //反編譯

4(5)String str1 = "abc";

      String str2 = "abc";

     System.out.println(str1==str2);  //true 注意,

     我們這裏並不用str1.equals(str2);的方式,因爲這將比較兩個字符串的值是否相等。==號,根據JDK的說明,只有在兩個引用都指向了同一個對象時才返回真值。而我們在這裏要看的是,str1與str2是否都指向了同一個對象。 結果說明,JVM創建了兩個引用str1和str2,但只創建了一個對象,而且兩個引用都指向了這個對象。

4(6)String str1 = "abc";

      String str2 = "abc";

       str1 = "bcd";

       System.out.println(str1 + "," + str2);  //bcd, abc      

       System.out.println(str1==str2);  //false 這就是說,賦值的變化導致了類對象引用的變化,str1指向了另外一個新對象!而str2仍舊指向原來的對象。上例中,當我們將str1的值改爲"bcd"時,JVM發現在 常量池中沒有存放該值的地址,便開闢了這個地址,並創建了一個新的對象,其字符串的值指向這個地址。 事 實上,String類被設計成爲不可改變(immutable)的類。如果你要改變其值,可以,但JVM在運行時根據新值悄悄創建了一個新對象,然後將這 個對象的地址返回給原來類的引用。這個創建過程雖說是完全自動進行的,但它畢竟佔用了更多的時間。在對時間要求比較敏感的環境中,會帶有一定的不良影響。

 4(7)

     String str1 = "abc";

     String str2 = "abc";

               str1 = "bcd";      

     String str3 = str1;      

     System.out.println(str3);  //bcd      

     String str4 = "bcd";    

     System.out.println(str1 == str4);  //true str3 這個對象的引用直接指向str1所指向的對象(注意,str3並沒有創建新對象)。當str1改完其值後,再創建一個String的引用str4,並指向 因str1修改值而創建的新的對象。可以發現,這回str4也沒有創建新的對象,從而再次實現棧中數據的共享。

 4(8)

   我們再接着看以下的代碼。  

  String str1 = new String("abc");

  String str2 = "abc";

  System.out.println(str1==str2);  //false 創建了兩個引用。創建了兩個對象。兩個引用分別指向不同的兩個對象。   String str1 = "abc";   String str2 = new String("abc");   System.out.println(str1==str2);  //false 創建了兩個引用。創建了兩個對象。兩個引用分別指向不同的兩個對象。 以上兩段代碼說明,只要是用new()來新建對象的,都會在堆中創建,而且其字符串是單獨存值的,即使與棧中的數據相同,也不會與棧中的數據共享。

5. 數據類型包裝類的值不可修改。不僅僅是String類的值不可修改,所有的數據類型包裝類都不能更改其內部的值。

6. 結論與建議:

  (1) 我們在使用諸如String str = "abc";的格式定義類時,總是想當然地認爲,我們創建了String類的對象str。擔心陷阱!對象可能並沒有被創建!唯一可以肯定的是,指向 String類的引用被創建了。至於這個引用到底是否指向了一個新的對象,必須根據上下文來考慮,除非你通過new()方法來顯要地創建一個新的對象。因 此,更爲準確的說法是,我們創建了一個指向String類的對象的引用變量str,這個對象引用變量指向了某個值爲"abc"的String類。清醒地認 識到這一點對排除程序中難以發現的bug是很有幫助的。

(2)使用String str = "abc";的方式,可以在一定程度上提高程序的運行速度,因爲JVM會自動根據棧中數據的實際情況來決定是否有必要創建新對象。而對於String str = new String("abc");的代碼,則一概在堆中創建新對象,而不管其字符串值是否相等,是否有必要創建新對象,從而加重了程序的負擔。這個思想應該是 享元模式的思想,但JDK的內部在這裏實現是否應用了這個模式,不得而知。

(3)當比較包裝類裏面的數值是否相等時,用equals()方法;當測試兩個包裝類的引用是否指向同一個對象時,用==。

(4)由於String類的immutable性質,當String變量需要經常變換其值時,應該考慮使用StringBuffer類,以提高程序效率 

 


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