java内存的分配和管理

常用的三个内存空间

栈内存 ，堆内存 ，方法区

栈内存存储的内容： 局部变量、 函数（栈中的局部变量，需要手动赋值。当变量，或者函数执行完毕，就自动被释放）

堆内存，存储的内容 ：全局变量、数据容器、建立的对象（堆内存中存储的容器，不会自动释放,由垃圾回收机制GC不定时自动清理）

方法区存储的内容 ：class类文件、静态、常量

 

JAVA内存分配与管理是Java的核心技术之一，之前我们曾介绍过Java的内存管理与内存泄露以及Java垃圾回收方面的知识，今天我们再次深入Java核心，详细介绍一下Java在内存分配方面的知识。一般Java在内存分配时会涉及到以下区域：
寄存器：我们在程序中无法控制

栈：存放基本类型的数据和对象的引用，但对象本身不存放在栈中，而是存放在堆中

堆：存放用new产生的数据

静态域：存放在对象中用static定义的静态成员

常量池：存放常量

非RAM存储：硬盘等永久存储空间

Java内存分配中的栈

在函数中定义的一些基本类型的变量数据和对象的引用变量都在函数的栈内存中分配。 当在一段代码块定义一个变量时，Java就在栈中为这个变量分配内存空间，当该变量退出该作用域后，Java会自动释放掉为该变量所分配的内存空间，该内存空间可以立即被另作他用。

Java内存分配中的堆

堆内存用来存放由new创建的对象和数组。 在堆中分配的内存，由Java虚拟机的自动垃圾回收器来管理。

在堆中产生了一个数组或对象后，还可以在栈中定义一个特殊的变量，让栈中这个变量的取值等于数组或对象在堆内存中的首地址，栈中的这个变量就成了数组或对象的引用变量。 引用变量就相当于是 为数组或对象起的一个名称，以后就可以在程序中使用栈中的引用变量来访问堆中的数组或对象。引用变量就相当于是为数组或者对象起的一个名称。

引用变量是普通的变量，定义时在栈中分配，引用变量在程序运行到其作用域之外后被释放。而数组和对象本身在堆中分配，即使程序运行到使用 new 产生数组或者对象的语句所在的代码块之外，数组和对象本身占据的内存不会被释放，数组和对象在没有引用变量指向它的时候，才变为垃圾，不能在被使用，但仍然占据内存空间不放，在随后的一个不确定的时间被垃圾回收器收走（释放掉）。这也是 Java 比较占内存的原因。
实际上，栈中的变量指向堆内存中的变量，这就是Java中的指针！

常量池 （constant pool）

常量池指的是在编译期被确定，并被保存在已编译的.class文件中的一些数据。除了包含代码中所定义的各种基本类型（如int、long等等）和对象型（如String及数组）的常量值（final）还包含一些以文本形式出现的符号引用，比如：

类和接口的全限定名；

字段的名称和描述符；

方法和名称和描述符。

虚拟机必须为每个被装载的类型维护一个常量池。常量池就是该类型所用到常量的一个有序集和，包括直接常量（string，integer和 floating point常量）和对其他类型，字段和方法的符号引用。

栈内存和堆内存比较

  栈与堆都是 Java 用来在内存中存放数据的地方。与 C++不同,Java自动管理栈和堆,程序员不能直接地设置栈或堆。

Java 的堆是一个运行时数据区,对象从中分配空间。堆的优势是可以动态地分配内存大小,生存期也不必事先告诉编译器,因为它是在运行时动态分配内存的。Java 的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据。但缺点是,由于要在运行时动态分配内存,存取速度较慢。 

栈的优势是,存取速度比堆要快,仅次于寄存器,栈数据可以共享。但缺点是,存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的, 缺乏灵活性。栈中主要存放一些基本类型的变量 (int,short, long, byte, float, double, boolean, char)和对象句柄（即对象的引用）。 

栈有一个很重要的特殊性,就是存在栈中的数据可以共享。假设我们同时定义:
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,然后查找栈中是 否有 3 这个值,如果没找到,就将 3存放进来,然后将 a 指向 3。接着处理 int b = 3;在创建完 b 的引用变量后,
因为在栈中已经有 3 这个值,便将 b 直接指向 3。这样,就出现了a 与 b 同时均指向 3 的情况。
这时,如果再令 a=4;那么编译器 会重新搜索栈中是否有 4 值,如果没有,则将 4 存 放进来,并令 a 指向 4;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。
要注意这种数据的共享与两个对象的引用同时指向一个对象的这种共享是不同的,因为这种情况 a 的修改并不会影响到 b, 它是由编译器完成的,它有利于节省空间。而一个对象引用变量修改了这个对象的内部状态,会影响到另一个对象引用变量。

String的内存分配 

String 是一个特殊的包装类数据。可以用: 
String str = new String("abc");
String str = "abc";
两种的形式来创建,第一种是用 new()来新建对象的,它会在存放于堆中。每调用一次 就会创建一个新的对象。
  而第二种是先在栈中创建一个对 String 类的对象引用变量 str,然后查找栈中有没有存放"abc", 如果没有, 则将"abc"存放进栈, 并令 str 指向”abc”,如果已经有”abc” 则直接令 str 指向“abc”。 

比较类里面的数值是否相等时,用 equals()方法;当测试两个包装类的引用是否指向 同一个对象时,用==,下面用例子说明上面的理论。 
String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
System.out.println(str1==str2); //true
可以看出 str1 和 str2 是指向同一个对象的。
String str1 = new String ("abc");
String str2 = new String ("abc");
System.out.println(str1==str2); // false
用 new 的方式是生成不同的对象。每一次生成一个。
因此用第一种方式创建多个”abc”字符串,在内存中其实只存在一个对象而已。 这种写法有利于节省内存空间。同时它可以在一定程度上提高程序的运行速度,因为 JVM 会自动根据栈中数据的实际情况来决定是否有必要创建新对象。 而对于 String str = new String("abc");的代码,则一概在堆中创建新对象,而不管其字符串值是否相等,是否有必要创建新对象,从而加重了程序的负担。 

另一方面, 要注意: 我们在使用诸如 String str = "abc";的格式时,总是想当然地认为,创建了 String 类的对象 str。担心陷阱!对象可能并没有被创建!而可能只是指向一个先前已经创建的对象。 
只有通过 new()方法才能保证每次都创建一个新的对象。 由于 String 类的值不可变性(immutable) ,当 String 变量需要经常变换其值时,应该考虑使用 StringBuffer 或 StringBuilder 类,以提高程序效率。

转载自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_5da93c8f0101jkkc.html

先解释一下内存中的三个区：
JAVA的JVM的内存可分为3个区：堆(heap)、栈(stack)和方法区(method)
堆区:
1.存储的全部是对象，每个对象都包含一个与之对应的class的信息。(class的目的是得到操作指令)
2.jvm只有一个堆区(heap)被所有线程共享，堆中不存放基本类型和对象引用，只存放对象本身
栈区:
1.每个线程包含一个栈区，栈中只保存基础数据类型的对象和自定义对象的引用(不是对象)，对象都存放在堆区中
2.每个栈中的数据(原始类型和对象引用)都是私有的，其他栈不能访问。
3.栈分为3个部分：基本类型变量区、执行环境上下文、操作指令区(存放操作指令)。
方法区:
1.又叫静态区，跟堆一样，被所有的线程共享。方法区包含所有的class和static变量。
2.方法区中包含的都是在整个程序中永远唯一的元素，如class，static变量。

方法区存放装载的类数据信息包括: 
    (1):基本信息: 
           1)每个类的全限定名 
           2)每个类的直接超类的全限定名(可约束类型转换) 
           3)该类是类还是接口 
           4)该类型的访问修饰符 
           5)直接超接口的全限定名的有序列表 
    (2):每个已装载类的详细信息: 
           1)运行时常量池: 
              存放该类型所用的一切常量(直接常量和对其它类型、字段、方法的符 
            号引用),它们以数组形式通过索引被访问,是外部调用与类联系及类型对 
            象化的桥梁。它是类文件(字节码)常量池的运行时表示。(还有一种静态常量池,在字节码文件中)。 
           2)字段信息: 
              类中声明的每一个字段的信息(名,类型,修饰符)。 
           3)方法信息: 
              类中声明的每一个方法的信息(名,返回类型,参数类型,修饰符,方 
            法的字节码和异常表)。 
           4)静态变量 
           5)到类 classloader 的引用:即到该类的类装载器的引用。 
           6)到类 class 的引用:  虚拟机为每一个被装载的类型创建一个 class 实例, 用来代表这个被装载的类