Java內(nèi)存堆和棧深入

1、Java 內(nèi)存機制(堆和棧,內(nèi)存地址,=,equals,hashCode 問題的引入:問題一:String str1 = "abc"String str2 = "abc"System.out.println(str1=str2; /true問題二:String str1 =new String ("abc"String str2 =new String ("abc"System.out.println(str1=str2; / false問題三:String s1 = "ja"String s2

2、 = "va"String s3 = "java"String s4 = s1 + s2;System.out.println(s3 = s4;/falseSystem.out.println(s3.equals(s4;/true由于以上問題讓我含糊不清,于是特地搜集了一些有關java內(nèi)存分配的資料,以下是網(wǎng)摘:Java 中的堆和棧Java把內(nèi)存劃分成兩種:一種是棧內(nèi)存,一種是堆內(nèi)存。在函數(shù)中定義的一些基本類型的變量和對象的引用變量都在函數(shù)的棧內(nèi)存中分配。當在一段代碼塊定義一個變量時,Java就在棧中為這個變量分配內(nèi)存空間,當超過變量的作用域后,Java

3、 會自動釋放掉為該變量所分配的內(nèi)存空間,該內(nèi)存空間可以立即被另作他用。堆內(nèi)存用來存放由new創(chuàng)建的對象和數(shù)組。在堆中分配的內(nèi)存,由Java虛擬機的自動垃圾回收器來管理。在堆中產(chǎn)生了一個數(shù)組或?qū)ο蠛?還可以在棧中定義一個特殊的變量,讓棧中這個變量的取值等于數(shù)組或?qū)ο笤诙褍?nèi)存中的首地址,棧中的這個變量就成了數(shù)組或?qū)ο蟮囊米兞?。引用變量就相當于是為?shù)組或?qū)ο笃鸬囊粋€名稱,以后就可以在程序中使用棧中的引用變量來訪問堆中的數(shù)組或?qū)ο?。具體的說:棧與堆都是Java用來在Ram中存放數(shù)據(jù)的地方。與C+不同,Java自動管理棧和堆,程序員不能直接地設置棧或堆。Java的堆是一個運行時數(shù)據(jù)區(qū),類的(對象從中分

4、配空間。這些對象通過new、newarray、anewarray和multianewarray等指令建立,它們不需要程序代碼來顯式的釋放。堆是由垃圾回收來負責的,堆的優(yōu)勢是可以動態(tài)地分配內(nèi)存大小,生存期也不必事先告訴編譯器,因為它是在運行時動態(tài)分配內(nèi)存的,Java的垃圾收集器會自動收走這些不再使用的數(shù)據(jù)。但缺點是,由于要在運行時動態(tài)分配內(nèi)存,存取速度較慢。棧的優(yōu)勢是,存取速度比堆要快,僅次于寄存器,棧數(shù)據(jù)可以共享。但缺點是,存在棧中的數(shù)據(jù)大小與生存期必須是確定的,缺乏靈活性。棧中主要存放一些基本類型的變量(,int, short, long, byte, float, double, bool

5、ean, char和對象句柄。棧有一個很重要的特殊性,就是存在棧中的數(shù)據(jù)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(chuàng)建一個變量為a的引用,然后查找棧中是否有3這個值,如果沒找到,就將3存放進來,然后將a指向3。接著處理int b = 3;在創(chuàng)建完b的引用變量后,因為在棧中已經(jīng)有3這個值,便將b直接指向3。這樣,就出現(xiàn)了a與b同時均指向3的情況。這時,如果再令a=4;那么編譯器會重新搜索棧中是否有4值,如果沒有,則將4存放進來,并令a指向4;如果已經(jīng)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。要注意這種數(shù)據(jù)

6、的共享與兩個對象的引用同時指向一個對象的這種共享是不同的,因為這種情況a的修改并不會影響到b, 它是由編譯器完成的,它有利于節(jié)省空間。而一個對象引用變量修改了這個對象的內(nèi)部狀態(tài),會影響到另一個對象引用變量。String是一個特殊的包裝類數(shù)據(jù)?？梢杂?String str = new String("abc"String str = "abc"兩種的形式來創(chuàng)建,第一種是用new(來新建對象的,它會在存放于堆中。每調(diào)用一次就會創(chuàng)建一個新的對象。而第二種是先在棧中創(chuàng)建一個對String類的對象引用變量str,然后查找棧中有沒有存放"abc"

7、,如果沒有,則將"abc"存放進棧,并令str指向”abc”,如果已經(jīng)有”abc” 則直接令str指向“abc”。比較類里面的數(shù)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=,下面用例子說明上面的理論。String str1 = "abc"String str2 = "abc"System.out.println(str1=str2; /true可以看出str1和str2是指向同一個對象的。String str1 =new String ("abc"String str2 =n

8、ew String ("abc"System.out.println(str1=str2; / false用new的方式是生成不同的對象。每一次生成一個。因此用第一種方式創(chuàng)建多個”abc”字符串,在內(nèi)存中其實只存在一個對象而已. 這種寫法有利與節(jié)省內(nèi)存空間. 同時它可以在一定程度上提高程序的運行速度,因為JVM會自動根據(jù)棧中數(shù)據(jù)的實際情況來決定是否有必要創(chuàng)建新對象。而對于String str = new String("abc"的代碼,則一概在堆中創(chuàng)建新對象,而不管其字符串值是否相等,是否有必要創(chuàng)建新對象,從而加重了程序的負擔。另一方面, 要注意: 我們

9、在使用諸如String str = "abc"的格式定義類時,總是想當然地認為,創(chuàng)建了String 類的對象str。擔心陷阱!對象可能并沒有被創(chuàng)建!而可能只是指向一個先前已經(jīng)創(chuàng)建的對象。只有通過new(方法才能保證每次都創(chuàng)建一個新的對象。由于String類的immutable性質(zhì),當String變量需要經(jīng)常變換其值時,應該考慮使用StringBuffer類,以提高程序效率。java中內(nèi)存分配策略及堆和棧的比較1、內(nèi)存分配策略按照編譯原理的觀點,程序運行時的內(nèi)存分配有三種策略,分別是靜態(tài)的,棧式的,和堆式的.靜態(tài)存儲分配是指在編譯時就能確定每個數(shù)據(jù)目標在運行時刻的存儲空間需求

10、,因而在編譯時就可以給他們分配固定的內(nèi)存空間.這種分配策略要求程序代碼中不允許有可變數(shù)據(jù)結構(比如可變數(shù)組的存在,也不允許有嵌套或者遞歸的結構出現(xiàn),因為它們都會導致編譯程序無法計算準確的存儲空間需求.棧式存儲分配也可稱為動態(tài)存儲分配,是由一個類似于堆棧的運行棧來實現(xiàn)的.和靜態(tài)存儲分配相反,在棧式存儲方案中,程序?qū)?shù)據(jù)區(qū)的需求在編譯時是完全未知的,只有到運行的時候才能夠知道,但是規(guī)定在運行中進入一個程序模塊時,必須知道該程序模塊所需的數(shù)據(jù)區(qū)大小才能夠為其分配內(nèi)存.和我們在數(shù)據(jù)結構所熟知的棧一樣, 棧式存儲分配按照先進后出的原則進行分配。靜態(tài)存儲分配要求在編譯時能知道所有變量的存儲要求,棧式存儲分

11、配要求在過程的入口處必須知道所有的存儲要求,而堆式存儲分配則專門負責在編譯時或運行時模塊入口處都無法確定存儲要求的數(shù)據(jù)結構的內(nèi)存分配,比如可變長度串和對象實例.堆由大片的可利用塊或空閑塊組成,堆中的內(nèi)存可以按照任意順序分配和釋放.2、堆和棧的比較上面的定義從編譯原理的教材中總結而來,除靜態(tài)存儲分配之外,都顯得很呆板和難以理解,下面撇開靜態(tài)存儲分配,集中比較堆和棧:從堆和棧的功能和作用來通俗的比較,堆主要用來存放對象的,棧主要是用來執(zhí)行程序的.而這種不同又主要是由于堆和棧的特點決定的:在編程中,例如C/C+中,所有的方法調(diào)用都是通過棧來進行的,所有的局部變量,形式參數(shù)都是從棧中分配內(nèi)存空間的。實

12、際上也不是什么分配,只是從棧頂向上用就行,就好像工廠中的傳送帶(conveyor belt一樣,Stack Pointer會自動指引你到放東西的位置,你所要做的只是把東西放下來就行.退出函數(shù)的時候,修改棧指針就可以把棧中的內(nèi)容銷毀.這樣的模式速度最快, 當然要用來運行程序了.需要注意的是,在分配的時候,比如為一個即將要調(diào)用的程序模塊分配數(shù)據(jù)區(qū)時,應事先知道這個數(shù)據(jù)區(qū)的大小,也就說是雖然分配是在程序運行時進行的,但是分配的大小多少是確定的,不變的,而這個"大小多少"是在編譯時確定的,不是在運行時.堆是應用程序在運行的時候請求操作系統(tǒng)分配給自己內(nèi)存,由于從操作系統(tǒng)管理的內(nèi)存分配

13、,所以在分配和銷毀時都要占用時間,因此用堆的效率非常低.但是堆的優(yōu)點在于,編譯器不必知道要從堆里分配多少存儲空間,也不必知道存儲的數(shù)據(jù)要在堆里停留多長的時間,因此,用堆保存數(shù)據(jù)時會得到更大的靈活性。事實上,面向?qū)ο蟮亩鄳B(tài)性,堆內(nèi)存分配是必不可少的,因為多態(tài)變量所需的存儲空間只有在運行時創(chuàng)建了對象之后才能確定.在C+中,要求創(chuàng)建一個對象時,只需用new命令編制相關的代碼即可。執(zhí)行這些代碼時,會在堆里自動進行數(shù)據(jù)的保存.當然,為達到這種靈活性,必然會付出一定的代價:在堆里分配存儲空間時會花掉更長的時間!這也正是導致我們剛才所說的效率低的原因,看來列寧同志說的好,人的優(yōu)點往往也是人的缺點,人的缺點往

14、往也是人的優(yōu)點(暈.3、JVM中的堆和棧JVM是基于堆棧的虛擬機.JVM為每個新創(chuàng)建的線程都分配一個堆棧.也就是說,對于一個Java程序來說,它的運行就是通過對堆棧的操作來完成的。堆棧以幀為單位保存線程的狀態(tài)。JVM對堆棧只進行兩種操作:以幀為單位的壓棧和出棧操作。我們知道,某個線程正在執(zhí)行的方法稱為此線程的當前方法.我們可能不知道,當前方法使用的幀稱為當前幀。當線程激活一個Java方法,JVM就會在線程的Java堆棧里新壓入一個幀。這個幀自然成為了當前幀.在此方法執(zhí)行期間,這個幀將用來保存參數(shù),局部變量,中間計算過程和其他數(shù)據(jù).這個幀在這里和編譯原理中的活動紀錄的概念是差不多的.從Java的

15、這種分配機制來看,堆棧又可以這樣理解:堆棧(Stack是操作系統(tǒng)在建立某個進程時或者線程(在支持多線程的操作系統(tǒng)中是線程為這個線程建立的存儲區(qū)域,該區(qū)域具有先進后出的特性。每一個Java應用都唯一對應一個JVM實例,每一個實例唯一對應一個堆。應用程序在運行中所創(chuàng)建的所有類實例或數(shù)組都放在這個堆中,并由應用所有的線程共享.跟C/C+不同,Java中分配堆內(nèi)存是自動初始化的。Java中所有對象的存儲空間都是在堆中分配的,但是這個對象的引用卻是在堆棧中分配,也就是說在建立一個對象時從兩個地方都分配內(nèi)存,在堆中分配的內(nèi)存實際建立這個對象,而在堆棧中分配的內(nèi)存只是一個指向這個堆對象的指針(引用而已。JV

16、M運行時,將內(nèi)存分為堆和棧,堆中存放的是創(chuàng)建的對象,JAVA字符串對象內(nèi)存實現(xiàn)時,在堆中開辟了一快很小的內(nèi)存,叫字符串常量池,用來存放特定的字符串對象。關于String對象的創(chuàng)建,兩種方式是不同的,第一種不用new的簡單語法,即String s1="JA VA"創(chuàng)建步驟是先看常量池中有沒有與"JAVA"相同的的字符串對象,如果有,將s1指向該對象,若沒有,則創(chuàng)建一個新對象,并讓s1指向它。第二種是new語法String s2="JA VA"這種語法是在堆而不是在常量池中創(chuàng)建對象,并將s2指向它,然后去字符串常量池中看看,是否有與之相同

17、的內(nèi)容的對象,如果有,則將new出來的字符串對象與字符串常量池中的對象聯(lián)系起來,如果沒有,則在字符串常量池中再創(chuàng)建一個包含該內(nèi)容的字符串對象,并將堆內(nèi)存中的對象與字符串常量池中新建出來的對象聯(lián)系起來。這就是字符串的一次投入,終生回報的內(nèi)存機制,對字符串的比較帶來好處。1. 棧(stack與堆(heap都是Java用來在Ram中存放數(shù)據(jù)的地方。與C+不同,Java自動管理棧和堆,程序員不能直接地設置棧或堆。2. 棧的優(yōu)勢是,存取速度比堆要快,僅次于直接位于CPU中的寄存器。但缺點是,存在棧中的數(shù)據(jù)大小與生存期必須是確定的,缺乏靈活性。另外,棧數(shù)據(jù)可以共享,詳見第3點。堆的優(yōu)勢是可以動態(tài)地分配內(nèi)存

18、大小,生存期也不必事先告訴編譯器,Java的垃圾收集器會自動收走這些不再使用的數(shù)據(jù)。但缺點是,由于要在運行時動態(tài)分配內(nèi)存,存取速度較慢。3. Java中的數(shù)據(jù)類型有兩種。一種是基本類型(primitive types出于追求速度的原因,就存在于棧中。出于追求速度的原因,就存在于棧中。另一種是包裝類數(shù)據(jù),如Integer, String, Double等將相應的基本數(shù)據(jù)類型包裝起來的類。這些類數(shù)據(jù)全部存在于堆中,Java用new(語句來顯示地告訴編譯器,在運行時才根據(jù)需要動態(tài)創(chuàng)建,因此比較靈活,但缺點是要占用更多的時間。4. String是一個特殊的包裝類數(shù)據(jù)。即可以用String str =

19、new String("abc"的形式來創(chuàng)建,也可以用String str = "abc"的形式來創(chuàng)建。前者是規(guī)范的類的創(chuàng)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(chuàng)建。值得注意的是,一般String類中字符串值都是直接存值的。但像String str = "abc"這種場合下,其字符串值卻是保存了一個指向存在棧中數(shù)據(jù)的引用!用new(來新建對象的,都會在堆中創(chuàng)建,而且其字符串是單獨存值的,即使與棧中的數(shù)據(jù)相同,也不會與棧中的數(shù)據(jù)共享。使用String str = "abc"的

20、方式,可以在一定程度上提高程序的運行速度,因為JVM會自動根據(jù)棧中數(shù)據(jù)的實際情況來決定是否有必要創(chuàng)建新對象。而對于String str = new String("abc"的代碼,則一概在堆中創(chuàng)建新對象,而不管其字符串值是否相等,是否有必要創(chuàng)建新對象,從而加重了程序的負擔。字符串池在DataSegument里。既不在堆也不再棧中。用+創(chuàng)建應該是在堆里。應該說是特殊的堆因為相對于其他堆中的對象一旦失去引用就可能會被當做垃圾回收掉但是字符串對象就算失去唯一的引用也不會被回收127 以下的整數(shù)是相等的128以上就作為不同對象處理了Integer i=100;Integer j=1

21、00;System.out.println(i=j; / 打印trueInteger i=200;Integer j=200;System.out.println(i=j; /打印falseJava中的=和equals淺見java中的數(shù)據(jù)類型,可分為兩類:1.基本數(shù)據(jù)類型,也稱原始數(shù)據(jù)類型。byte,short,char,int,long,float,double,boolean他們之間的比較,應用雙等號(=,比較的是他們的值。2.復合數(shù)據(jù)類型(類當他們用(=進行比較的時候,比較的是他們在內(nèi)存中的存放地址,所以,除非是同一個new出來的對象,他們的比較后的結果為true,否則比較后結果為fal

22、se。對于復合數(shù)據(jù)類型之間進行equals比較,在沒有覆寫equals方法的情況下,他們之間的比較還是基于他們在內(nèi)存中的存放位置的地址值的,因為Object的equals方法也是用雙等號(=進行比較的,所以比較后的結果跟雙等號(=的結果相同。/Object中的equals方法public boolean equals(Object obj return (this = obj;當然，你也可以重寫 Object 的 equals 方法，這兒就有個問題啦，參加公司筆試的時候相信 N 多人都被要 求回答過這樣的問題：在重寫了對象的 equals 方法后，還需要重寫 hashCode 方法嗎？為什么？

23、 我認為，出于程序完整性的考慮，在重寫了對象的 equals 方法后，是有必要重寫對象的 hashCode 方法的。 因為，你重寫了 equals 方法，你調(diào)用它來進行對象間的比較，你可以達到你的比較目的，但是，當你想將 你的對象存入類似 HashSet 這類對象中時，問題就出現(xiàn)了（沒有重寫 hashCode 方法的情況下） 。 Set(集中是不允許有重復的值的，而判斷值是否重復，是通過比較他們的 hashCode 值的。你通過你重寫 后的 equals 比較對象，結果是相等，但用 hashCode 值比較他們時是不相等的，所以，為了比較結果的一 致性，需要重寫 hashCode 方法。 下面

24、是 String 類重寫了的 equals 方法和 hashCode 方法： /此方法的目的是，實現(xiàn)在不同的 String 對象之間比較，比較的是他們的字符串值 public boolean equals(Object anObject if (this = anObject return true; if (anObject instanceof String String anotherString = (StringanObject; int n = count; if (n = anotherString.count char v1 = value; /字符串的值，用字符數(shù)組表示 ch

25、ar v2 = anotherString.value; int i = offset; int j = anotherString.offset; while (n- != 0 if (v1i+ != v2j+ return false; return true; return false; /返回的值是基于字符串的值運算出來的， /字符串值相等則他們的 hashCode 值也相等,否則，不相等 public int hashCode( int h = hash; if (h = 0 int off = offset; char val = value; /字符串的值，用字符數(shù)組表示 int

26、 len = count; /基于字符串的值產(chǎn)生 hash 值 for (int i = 0; i < len; i+ h = 31*h + valoff+; hash = h; return h; 問：對象的 hashcode 是用來干什么的？ 簡答：容器類經(jīng)常用到 hascode,比如說 set 判斷重復值，比如說 hashmap 散列。等等。 解析 Java 對象的 equals(和 hashCode(的使用 文章分類:Java 編程 前言 在 Java 語言中，equals(和 hashCode(兩個函數(shù)的使用是緊密配合的，你要是自己設計其中一個，就要 設計另外一個。在多數(shù)情況

27、下，這兩個函數(shù)是不用考慮的，直接使用它們的默認設計就可以了。但是在一 些情況下，這兩個函數(shù)最好是自己設計，才能確保整個程序的正常運行。最常見的是當 一個對象被加入收 集對象（collection object）時，這兩個函數(shù)必須自己設計。更細化的定義是：如果你想將一個對象 A 放入 另一個收集對象 B 里，或者使用這個對象 A 為查找一個元對象在收集對 象 B 里位置的鑰匙，并支持是否 容納，刪除收集對象 B 里的元對象這樣的操作，那么，equals(和 hashCode(函數(shù)必須開發(fā)者自己定義。 其他情 況下，這兩個函數(shù)是不需要定義的。 equals(: 它是用于進行兩個對象的比較的，是對象

28、內(nèi)容的比較，當然也能用于進行對象參閱值的比較。什么是對象 參閱值的比較？就是兩個參閱變量的值得比較，我們 都知道參閱變量的值其實就是一個數(shù)字，這個數(shù)字可 以看成是鑒別不同對象的代號。兩個對象參閱值的比較，就是兩個數(shù)字的比較，兩個代號的比較。這種比 較是默 認的對象比較方式，在 Object 這個對象中，這種方式就已經(jīng)設計好了。所以你也不用自己來重寫， 浪費不必要的時間。 對象內(nèi)容的比較才是設計 equals(的真正目的，Java 語言對 equals(的要求如下，這些要求是必須遵循的。 否則，你就不該浪費時間： * 對稱性：如果 x.equals(y返回是“true”，那么 y.equals(

29、x也應該返回是“true”。 * 反射性：x.equals(x必須返回是“true”。 * 類推性：如果 x.equals(y返回是“true”，而且 y.equals(z返回是“true”，那么 z.equals(x也應該返回是 “true”。 * 還有一致性：如果 x.equals(y返回是“true”，只要 x 和 y 內(nèi)容一直不變，不管你重復 x.equals(y多少 次，返回都是“true”。 * 任何情況下，x.equals(null，永遠返回是“false”；x.equals(和 x 不同類型的對象永遠返回是“false”。 hashCode(: 這 個函數(shù)返回的就是一個用來進行

30、赫希操作的整型代號，請不要把這個代號和前面所說的參閱變量所代表 的代號弄混了。后者不僅僅是個代號還具有在內(nèi)存中才查找對 象的位置的功能。hashCode(所返回的值 是用來分類對象在一些特定的收集對象中的位置。這些對象是 HashMap, Hashtable, HashSet，等等。這 個函數(shù)和上面的 equals(函數(shù)必須自己設計，用來協(xié)助 HashMap, Hashtable, HashSet，等等對自己所收 集的大量對象進行搜尋和定位。 這些收集對象究竟如何工作的，想象每個元對象 hashCode 是一個箱子的 編碼，按照編碼，每個元對象就 是根據(jù) hashCode(提供的代號歸入相應的

31、箱子里。所有的箱子加起來就是一個 HashSet，HashMap，或 H ashtable 對象，我們需要尋找一個元對象時，先看它的代碼，就是 hashCode(返回的整型值，這樣我們找 到它所在的箱子，然后在箱子里，每 個元對象都拿出來一個個和我們要找的對象進行對比，如果兩個對象 的內(nèi)容相等，我們的搜尋也就結束。這種操作需要兩個重要的信息，一是對象的 hashCode(，還有一個 是對象內(nèi)容對比的結果。 hashCode(的返回值和 equals(的關系如下： * 如果 x.equals(y返回“true”，那么 x 和 y 的 hashCode(必須相等。 * 如果 x.equals(y返回“false”，那么 x 和 y 的 hashCode(有可能相等，也有可能不等。 為什么這兩個規(guī)則是這樣的，原因其實很簡單，拿 HashSet 來說吧，HashSet 可以擁有一個或更多的箱子， 在同一個箱子中可以有一個 或更多的獨特元對象（HashSet 所容納的必須是獨特的元對象） 。這個例子說 明一個元對象可以和其他不同的元對象擁有相同的 hashCode。但是一個 元對象只能和擁有同樣內(nèi)容的元 對象相等。所以這兩個規(guī)則必須成立。 設計這兩個函數(shù)所要注意到的： 如果你設計的對象類型并不使用于收集性對象，那么沒有必要自己再設計這