【J2SE快速进阶】——Java内存分析

DannyHoo

发布于 2018-09-13 11:37:36

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发布于 2018-09-13 11:37:36

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程序的执行过程

要在Java中分析内存，我们先来了解一下程序的执行过程：

正如上图所示，大致分为3个步骤：

1、最开始，我们的程序是存在于硬盘中的，当启动运行时，程序会被加载（load）到内存中去，这里的内存可以看做我们的内存条；

2、此时，内存中除了存在刚加载的程序的代码，还存在操作系统本身的代码（好吧，此句可以当做废话→_→），操作系统会找到程序中的Main方法开始执行程序；

3、第三步就是本文的重点，系统在程序执行过程中对内存的管理。在Java中，内存大致会被分为四块——heap（栈）、stack（堆）、data segment（数据段）、code segment（代码段），分别用来存放程序中的局部变量、new出来的对象或数组等、静态变量、程序代码。

这里主要讨论heap（栈）和stack（堆）。

Java的数据类型

先来复习一下Java的数据类型，Java中数据类型分为两种，基本数据类型和引用数据类型，如下图：

基本数据类型就这八种，引用数据类型包括类、数组、接口等。

（初学者可能会把String、Integer等类型和char、int等基本数据类型混淆，这里说明一下，Integer相当于int的“包装类”，String可以看做是char[]类型的数组，此外，Byte、Float等类似。所以这些类型应当当做引用类型去对待。）

内存分析

正如第一张图所示，程序运行时，我们定义的局部变量一般都存放于栈内存中，这些局部变量既可以是基本数据类型的变量（基本数据类型的变量在栈中直接保存它的值），也可以是引用类型的变量（引用类型的变量在栈中保存的是它所指向的堆内存中对象的地址）。

堆内存中存放的就是引用类型变量的地址所指向的对象。

实践出真知，下面具体在代码中分析一下，希望您能抽出10秒钟来仔细看一下这段代码再继续：

public class MemoryAnalysis {
	public static void main(String[] args) {				
        Person person=new Person("小明",15);
		String newName="小红";
		int newAge=18;
		person.SetName(newName);
		person.SetAge(newAge);
		person.SayHello();
	}
}
public class Person {
	public String name;
	public int age;
	public Person(String name,int age){
		this.name =name;
		this.age=age;
	}
	public void SetName(String name){
		this.name=name;
	}
	public void SetAge(int age){
		this.age=age;
	}
	public void SayHello(){
		System.out.println("我的名字叫"+name+"，我"+age+"岁了");
	}
}

下面对Main方法中的代码逐句分析：

Person person=new Person("小明",15);

实例化了Person类后：

堆内存：堆内存中分配一块内存用来存放Person实例person中的数据，因为person的name属性为String类型，所以在堆内存中会另外分配一块内存用来存放String类型的“小明”，person中的name中存放的只是一个地址（地址3），这个地址指向存放“小明”的内存块；person中age属性为int类型，所以直接在age的内存单元存放int类型的“15”。

栈内存：因为person为引用类型，所以在栈内存中分配的内存单元person中存放的是一个指向堆内存中person实例的地址（地址1）。如果上面的代码中只是定义了person，而没有new，那么只会在栈内存中分配一个person的内存单元，内才能中的值为空。

String newName="小红";

因为newName类型为String类型，所以newName的实际内容也会存放于堆内存中，栈内存分配的内存单元newName中只是存放指向堆内存中“小红”的地址。

int newAge=18;

newAge的类型为int类型，所以直接将值（18）存放在栈内存分配的单元newAge中。

person.SetName(newName);

到了函数这块，会有一点点复杂，因为SetName(String name)函数有一个类型为引用类型参数name，而且传入的实参为newName，这时newName中存储的值（地址2）会赋值给这个name，所以这时newName和name存储的地址相同（即同时指向“小红”）。同理，当执行了SetName(String name)函数中的this.name=name时，会把栈内存中name中存储的值（地址2）赋值给堆内存中person的name，此时person中的name里存储的也是指向“小红”的地址。