常量池、栈、堆的比较

  • Post author:
  • Post category:其他



JAVA中,有六个不同的地方可以存储数据:


1.寄存器

:最快的存储区,位于不同于其他存储区的地方——处理器内部。寄存器的数量极其有限,所以寄存器由编译器根据需求进行分配。你不能直接控制,也不能在程序中感觉到寄存器存在的任何迹象。


2. 栈

:存放基本类型的变量数据和对象的引用。位于通用RAM中,但通过它的“堆栈指针”可以从处理器哪里获得支持。堆栈指针若向下移动,则分配新的内存;若向上移动,则释放那些内存。这是一种快速有效的分配存储方法,仅次于寄存器。创建程序时候,JAVA编译器必须知道存储在堆栈内所有数据的确切大小和生命周期,因为它必须生成 相应的代码,以便上下移动堆栈指针。这一约束限制了程序的灵活性。


3. 堆

:一种通用性的内存池(也存在于RAM中),用于存放所以的JAVA对象。堆不同于堆栈的好处是:编译器不需要知道要从堆里分配多少存储区域,也不必知道存储的数据在堆里存活多长时间。因此,在堆里分配存储有很大的灵活性。当你需要创建一个对象的时候,只需要new写一行简单的代码,当执行这行代码时,会自动在堆里进行存储分配。当然,为这种灵活性必须要付出相应的代码。用堆进行存储分配比用堆栈进行存储存储需要更多的时间。


4. 静态域

:存放静态成员(static定义的) 。


5. 常量池

:存放字符串常量和基本类型常量(public static final)。 常量值通常直接存放在程序代码内部,这样做是安全的,因为它们永远不会被改变。


6. 非RAM存储

:硬盘等永久存储空间。如果数据完全存活于程序之外,那么它可以不受程序的任何控制,在程序没有运行时也可以存在。


这里我们主要关心栈,堆和常量池,对于栈和常量池中的对象可以共享,对于堆中的对象不可以共享。

栈中的数据大小和生命周期是可以确定的,当没有引用指向数据时,这个数据就会消失。堆中的对象的由垃圾回收器负责回收,因此大小和生命周期不需要确定,具有很大的灵活性。



(1)对于字符串



其对象的引用都是存储在栈中的,如果是编译期已经创建好(直接用双引号定义的)的就存储在常量池中,如果是运行期(new出来的)才能确定的就存储在堆中。对于equals相等的字符串,在常量池中永远只有一份,在堆中有多份。

例如:
1 String s1 = "china";
2 String s2 = "china";
3 String s3 = "china";
4 String ss1 = new String("china");
5 String ss2 = new String("china");
6 String ss3 = new String("china");   


对于通过new产生一个字符串(假设为”china”)时,会先去常量池中查找是否已经有了”china”对象,如果没有则在常量池中创建一个此字符串对象,然后堆中再创建一个常量池中此”china”对象的拷贝对象。

这也就是有道面试题:String s = new String(“xyz”);产生几个对象?答:一个或两个,如果常量池中原来没有”xyz”,就是两个。




(2)对于基础类型的变量和常量



变量和引用存储在栈中,常量存储在常量池中。

例如:

1 int i1 = 9;
2 int i2 = 9;
3 int i3 = 9; 
4 public static final int INT1 = 9;
5 public static final int INT2 = 9;
6 public static final int INT3 = 9;


对于成员变量和局部变量:成员变量就是方法外部,类的内部定义的变量;局部变量就是方法或语句块内部定义的变量。局部变量必须初始化。

形式参数是局部变量,局部变量的数据存在于栈内存中。栈内存中的局部变量随着方法的消失而消失。

成员变量存储在堆中的对象里面,由垃圾回收器负责回收。

下面给出一个实例:

 1 class BirthDate {
 2     private int day;
 3     private int month;
 4     private int year;    
 5     public BirthDate(int d, int m, int y) {
 6         day = d; 
 7         month = m; 
 8         year = y;
 9     }
10     省略get,set方法………
11 }
12 
13 public class Test{
14     public static void main(String args[]){
15         int date = 9;
16         Test test = new Test();      
17         test.change(date); 
18         BirthDate d1= new BirthDate(7,7,1970);       
19     }  
20 
21     public void change(int i){
22      i = 1234;
23     }
24 }


对于以上这段代码,date为局部变量,i,d,m,y都是形参为局部变量,day,month,year为成员变量。下面分析一下代码执行时候的变化:

1. main方法开始执行:int date = 9;

date局部变量,基础类型,引用和值都存在栈中。

2. Test test = new Test();

test为对象引用,存在栈中,对象(new Test())存在堆中。

3. test.change(date);

i为局部变量,引用和值存在栈中。当方法change执行完成后,i就会从栈中消失。

4. BirthDate d1= new BirthDate(7,7,1970);

d1为对象引用,存在栈中,对象(new BirthDate())存在堆中,其中d,m,y为局部变量存储在栈中,且它们的类型为基础类型,因此它们的数据也存储在栈中。day,month,year为成员变量,它们存储在堆中(new BirthDate()里面)。当BirthDate构造方法执行完之后,d,m,y将从栈中消失。

5.main方法执行完之后,date变量,test,d1引用将从栈中消失,new Test(),new BirthDate()将等待垃圾回收。