开始接触性能优化了,测试时遇到涉及内存问题。。。特此作这篇关于java内存机制的学习笔记。
说明:
1.本篇为收集别人资料,然后根据自己的理解总结的,仅供参考,有谬误的请务必不吝指正。
2.本篇不适合色盲或色弱者。。。
变量
在Java中,只要声明一个变量,内存中就会分配出一块区域给该变量,形如:
int a; boolean b;之类,此时内存中如下图:
不同的数据类型所占用的内存大小不一样;
在java中,变量有值了才可以被读取使用。对于局部变量,声明后什么值也没有,内存中空空如是,如上图的a,b,如果此时去读取使用变量,编译时抛might not have been initialized异常;对于成员变量,JVM会自动赋予变量初始值,形如 int a; boolean b;之类,若为成员变量,则内存中如下:
把值填在变量所使用的内存区域中。
对象
因为一个对象当中可以包含许多属性的数据,这些属性可能是基本数据类型,可能是类的对象,所以内存的使用方式与变量的不一样。
声明一个Object类,Object obj;,完了,就像一般的变量一样,内存中会分配一块区域给变量obj,若为成员变量,会被赋值为null。
然后当实例化一个对象:new Object();,完了,产生一个实例,内存会专门为这个实例分配一块区域,内存中如下:
该区域又会被分给其他的属性变量使用,到这里,还没有吧obj变量代表的引用与产生的对象的实例关联在一起,这两者目前是分开的,内存中情况如下:
需要让两者产生关联,必须要将对象的实例指定给对象的引用,形如:Object obj = new Object();后,内存如下:
每个对象的引用占用4个字节的内存空间。
到这里,有必要说说栈空间与堆空间,在方法体中声明的变量都保存在栈中,当方法体执行完毕,系统会自动回收栈中的数据。在堆空间里保存的是对象的实例,在为对象实例划分出的大一块内存区域里保存了对象的属性值,属性类型和对象本身的一些类型标记等,但不包括方法(因为方法是指令)以及方法内声明的属性变量,即成员变量与局部变量在内存中的保存区不一样。
针对栈与堆,现举一例说明Java大概的内存机制,
有一个类:
public class Human { public String color; public int height; public int weight; public Human(String color, int height, int weight) { this.color = color; this.height = height; this.weight = weight; } public void eat(String food) { int count = 3; System.out.println("eat " + count + " food"); } }
然后main方法里这样:
public static void main(String[] args) { Human human = new Human("yellow", 0.3, 3.5); human.eat("nai"); }
看图分析(栈内虚线为方法帧,实线为变量内存区域;实线箭头为指向,虚线为赋值给):
1.从main方法开始,因为一切方法都是指令,所以只能在栈中存储表示,这里说点关于OS方面的,计算机内存的分配是以进程为单位的,每个进程得到的内存一般以两种形式使用——stack(栈)和heap(堆),一个栈对应一条线程(Thread),一个进程至少需要一条线程,即至少有一个栈;所以已知main是由JVM调用的,属于主线程,所以在这里的例子中,内存的只分配了一个栈空间,遇到main方法,在栈空间中为main预备了区域(蓝色)。
2.进入main方法,遇到一个Human(token),JVM发现这是一个类,于是就把这个类加载到堆空间里的代码区(code area),存放着该类的代码(草绿)。
3.遇到变量human,其数据类型为Human,即创建一个引用变量,在栈空间的main(蓝色)区域中划分一块区域给human(暗红),此时human块的值为空(不是null),还没有任何引用地址的值。
4.遇到new Human("yellow", 0.3, 3.5); 构造方法不同于一般方法,遇到构造方法,JVM会做这些事:首先在堆空间划分一块区域,表示生产一个实例对象(绿色),然后给该实例分配两个引用——this,代码指针,前者this我们熟悉,是一个本对象实例自身的引用地址,后者则是根据构造方法指定的数据类型所对应的类代码的引用地址,接着,根据代码指针对应的代码,为成员变量划分区域,并分配默认值(绿色)。接着Human构造方法中的方法体被调用(浅蓝),同时为参数在栈空间中划分区域并将其赋值给实例对象中的变量(浅蓝)。最后执行赋值操作,将human实例对象的引用地址赋给变量human(红色)。
5.调用human的eat方法,预备一块区域(紫色),为局部变量count划分区域,赋值为3,接着调用syso(这个鄙人不会画了。。。)。
6.main方法体执行完毕,系统回收栈中main区域的内存空间。于是堆中的human实例对象就没有引用指向它了,等着被JVM的GC回收。
注意:1.当类通过class loader载入code area中,在JVM主线程结束之前只会在内存中保存一份,而实例对象在内存中能有多份。
2.这里的图没有考虑静态变量与方法的情况,有兴趣的请找相关资料,日后有时间会在此篇笔记补上。
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