1.
java
是如何管理内存的
Java
的内存管理就是对象的分配和释放问题。
分配
:内存的分配是由程序完成的,通过关键字
new
为每个对象申请内存空间
(
基本类型除外
)
,所有的对象都在堆
(Heap)
中分配空间。
释放
:对象的释放是由垃圾回收机制决定和执行的。
这样做加重了
JVM
的工作。因为,
GC
为了能够正确释放对象,
GC
必须监控每一个对象的运行状态,包括对象的申请、引用、被引用、赋值等,
GC
都需要进行监控。
2.
什么叫
java
的内存泄露
在
Java
中,内存泄漏就是存在一些被分配的对象,这些对象有两个特点:1.这些对象是可达的,即在有向图中,存在通路可以与其相连(也就是说仍存在该内存对象的引用);2.这些对象是无用的,程序以后不会再使用这些对象。
如果对象满足这两个条件,这些对象就可以判定为
Java
中的内存泄漏,这些对象不会被
GC
所回收,然而它却占用内存。
3.
JVM
的内存区域组成
java
内存分两种:栈内存、堆内存
3.1.
在函数中定义的基本类型、对象的引用类型变量都在函数的栈内存中分配;
3.2.
由
new
创建的对象、数组、对象的实例变量放在堆内存
在函数(代码块)中定义一个变量时,
java
在栈中为这个变量分配内存空间,当超过变量的作用域后
java
会自动释放掉为该变量所分配的内存空间;在堆中分配的内存由
java
虚拟机的自动垃圾回收器来管理
4
.堆和栈的优缺点
4.1堆的优势是 可以动态分配内存大小,生存期不必事先告诉编译器,因为它是在运行时动态分配内存的。
缺点是 要在运行时动态分配内存,存取速度较慢.
4.2栈的优势是 存取速度比堆要快,仅次于直接位于
CPU
中的寄存器。
栈数据可以共享
缺点是 栈中的数据大小与生存期必须是确定的,缺乏灵活性。
5.
Java
中数据在内存中是如何存储的
5.1
基本数据类型
基本数据类型
8
种,
如
int
a
=
3
;这里的
a
是一个指向
int
类型的引用,指向
3
这个字面值。这些字面值的数据,由于大小可知,生存期可知
(
这些字面值定义在某个程序块里面,程序块退出后,字段值就消失了
)
,出于追求速度的原因,就存在于栈中。
由于
栈有一个很重要的特性,存在栈中的数据可以共享。于是我们同时定义:
int
a=3;
int
b
=3;
编译器先处理
int
a
=
3
;首先它会在栈中创建一个变量为
a
的引用,然后查找有没有字面值为
3
的地址,没找到,就开辟一个存放
3
这个字面值的地址,然后将
a
指向
3
的地址。
接着处理
int
b
=
3
;在创建完
b
这个引用变量后,由于在栈中已经有
3
这个字面值,便将
b
直接指向
3
的地址。
这样,就出现了
a
与
b
同时均指向
3
的情况。
定义完
a
与
b
的值后,再令
a
=
4
;那么,
b
不会等于
4
,还是等于
3
。在编译器内部,遇到时,它就会重新搜索栈中是否有
4
的字面值,如果没有,重新开辟地址存放
4
的值;如果已经有了,则直接将
a
指向这个地址。因此
a
值的改变不会影响到
b
的值。
5.2
对象
在
Java
中,创建一个对象包括对象的声明和实例化。
下面用一个例题来说明对象的内存模型。
假设类
Rectangle
定义如下:
public
class
Rectangle
{
double
width
;
double
height
;
public
Rectangle(
double
w,
double
h){
w
=
width
;
h
=
height
;
}
}
1.声明对象时的内存模型
Rectangle
rect
,声明一个对象
rect
,在栈内存为对象的引用变量
rect
分配内存空间。
但
Rectangle
的值为空,
rect
是一个空对象。空对象不能使用,因为它还没有引用任何
”
实体
”
。
2.
对象实例化时的内存模型
当执行
rect=new
Rectangle(3,5)
;时,会做两件事:
在堆内存中为类的成员变量
width,height
分配内存,并将其初始化为各数据类型的默认值;
接着进行显式初始化(类定义时的初始化值,调用构造方法
)
为成员变量赋值。
返回堆内存中对象的引用(相当于首地址)给引用变量
rect,
以后就可以通过
rect
来引用堆内存中的对象了。
3.
创建多个不同的对象实例
一个类通过使用
new
运算符创建多个不同的对象实例,这些对象实例将在堆中被分配不同的内存空间,改变其中一个对象的状态不会影响其他对象的状态。
Rectangle
r1=
new
Rectangle(
3
,
5
);
Rectangle
r2=
new
Rectangle(
4
,
6
);
此时,将在堆内存中分别为两个对象的成员变量
width
、
height
分配内存空间,两个对象在堆内存中占据的空间是互不相同的。如果有:
Rectangle
r1=
new
Rectangle(
3
,
5
);
Rectangle
r2=r1;
则在堆内存中只创建了一个对象实例,在栈内存中创建了两个对象引用,两个对象引用同时指向一个对象实例。
4.
包装类
基本类型的定义在栈中,包装类创建对象,就和普通对象一样了。
5.
String
是一个特殊的包装类数据。可以用用以下两种方式创建:
String
str
=
new
String(“abc”)
;
String
str
=
“abc”;
第一种创建方式,和普通对象的的创建过程一样;
第二种创建方式,
Java
内部将此语句转化为以下几个步骤:
(1)
先定义一个名为
str
的对
String
类的对象引用变量:
String
str
;
(2)
在栈中查找有没有存放值为
“abc”
的地址,如果没有,则开辟一个存放字面值为
“abc”的
地址,接着创建一个新的
String
类的对象
o
,并将
o
的字符串值指向这个地址,而且在栈
地址旁边记下这个引用的对象
o
。如果已经有了值为
“abc”
的地址,则查找对象
o
,并
回
o
的地址。
(3)
将
str
指向对象
o
的地址。
值得注意的是,一般
String
类中字符串值都是直接存值的。但像
String
str
=
“abc”
;这种
合下,其字符串值却是保存了一个指向存在栈中数据的引用。
为了更好地说明这个问题,我们可以通过以下的几个代码进行验证。
String
str1=”abc”
;
String
str2=”abc”
;
System
.out.println(s1==s2)
;
//true
注意,这里并不用
str1.equals(str2)
;的方式,因为这将比较两个字符串的值是否相等。
==
号,根据
JDK
的说明,只有在两个引用都指向了同一个对象时才返回真值。
我们再接着看以下的代码。
String
str1=
new
String(
“abc”
)
;
String
str2=
“abc”
;
System
.out.println(str1==str2)
;
//false
创建了两个引用。创建了两个对象。两个引用分别指向不同的两个对象。
以上两段代码说明,只要是用
new()
来新建对象的,都会在堆中创建,而且其字符串是单独存值的,即使与栈中的数据相同,也不会与栈中的数据共享。
6.
数组
当定义一个数组,
int
x[]
;或
int
[]x
;时,在栈内存中创建一个数组引用,通过该引用(即数组名)来引用数组。
x=new
int[3]
;将在堆内存中分配
3
个保存
int
型数据的空间,堆内存的首地址放到栈内存中,每个数组元素被初始化为
0
。
7.
静态变量
静态表示的是内存的共享,就是它的每一个实例都指向同一个内存地址,
把它改了,它就不会变成原样,你把它清理了,它就不会回来了。
用
static
的修饰的变量和方法,实际上是指定了这些变量和方法在内存中的
”
固定位置
”
-
static
storage
,可以理解为所有实例对象共有的内存空间。
静态变量与方法是在什么时候初始化的呢?对于两种不同的类属性,
static
属性与
instance
属性,初始化的时机是不同的。
instance
属性在创建实例的时候初始化,
static
属性在类加载,也就是第一次用到这个类的时候初始化,对于后来的实例的创建,不再次进行初始化。