彻底理解Java中堆和栈的区别

2023-05-16

1、概述

在Java中,内存分为两部分,一种是堆内存,另一种就是栈内存。

2、Java中变量在内存中的分配

1). 类变量(static修饰的变量):在程序加载时系统就为它在堆中开辟了内存,堆中的内存地址存放于栈以便高速访问。静态变量的生命周期—一直持续到整个“系统”关闭
2). 实例变量:当你使用java关键字new的时候,系统在堆中开辟并不一定是连续的空间分配给变量(比如说类实例),然后根据零散的堆内存地址,通过哈希算法换算为一长串数字以表征这个变量在堆中的“物理位置”。实例变量的生命周期–当实例变量的引用丢失后,将被GC(垃圾回收器)列如可回收“名单”中,但并不马上就释放堆中内存
3). 局部变量:局部变量,由声明在某方法,或某代码段里(比如for循环),执行到它的时候在堆中开辟内存,当局变量一旦脱离作用域,内存立即释放

3、堆内存

  1. 什么是堆内存?
    堆内存是java内存中的一种,它的作用是用于存储java中的对象和数组,当我们new一个对象或者创建一个数组的时候,就会在堆内存中开辟一段空间给它,用于存放。
  2. 堆内存的特点是什么?
    第一点:堆其实可以类似的看做是管道,或者说是平时去排队买票的情况差不多,所以堆内存的特点就是:先进先出,后进后出,也就是你先排队好,你先买票。
    第二点:堆可以动态地分配内存大小,生存期也不必事先告诉编译器,因为它是在运行时动态分配内存的,但缺点是,由于要在运行时动态分配内存,存取速度较慢。
  3. new对象在堆中如何分配?
    由Java虚拟机的自动垃圾回收器来管理。

4、 栈内存

  1. 什么是栈内存
    栈内存是Java的另一种内存,主要是用来执行程序用的,比如:基本类型的变量和对象的引用变量
  2. 栈内存的特点
    第一点:栈内存就好像一个矿泉水瓶,往里面放入东西,那马先放入的沉入底部,所以它的特点是:先进后出,后进先出
    第二点:存取速度比堆要快,仅次于寄存器,栈数据可以共享,但缺点是,存在栈中的数据大小与生存必须是确定的,缺乏灵活性
  3. 栈内存分配机制
    栈内存可以称为一级缓存,由垃圾回收器自动回收
  4. 数据共享
    例子:
    int a = 3;
    int b = 3;

第一步处理:

1). 编译器先处理int a=3;
2). 创建变量a的引用
3). 在栈中查找是否存在3这个值
4). 没有找到,将3存在,a指向3

第二步处理:

1). 处理b=3
2). 创建变量b的引用
3). 找到,直接赋值

第三步改变:

接下来
a=4;
同上方法
a的值改变,a指向4,b的值是不会发生改变的

PS:如果是两个对象的话,那就不一样了,对象指向的是同一个引用,一个发生改变,另一个也会发生改变

5、 栈和堆的区别

JVM是基于堆栈的虚拟机,JVM为新创建的线程都分配一个堆栈,也就是说,对于一个Java程序来说,它的运行就是通过对堆栈的操作来完成的。堆栈以帧为单位保存线程的状态。JVM对堆栈只进行两种操作:以帧为单位的压栈和出栈操作。

差异:

1). 堆内存用来存放由new创建的对象和数组
2). 栈内存用来存放方法或者局部变量等
3). 堆是先进先出,后进后出
4). 栈是先进后出,后进先出
5). 共享性的不同:

栈内存是线程私有的
堆内存是所有线程共有的

6). 异常错误不同:

如果栈内存或者堆内存不足都会抛出异常。
栈空间不足:java.lang.StackOverFlowError。
堆空间不足:java.lang.OutOfMemoryError。

7). 空间大小
栈的空间大小远远小于堆的。

相同

1). 都是属于Java内存的一种
2). 系统都自动去回收它,但是对于堆内存一般开发人员会自动回收它

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