Java 栈与堆简介

一、前言

　　长久以来，一直被Java的内存分配问题，堆和栈问题困扰好久，面试的时候也非常心虚，这几天好好通过看书和技术博客来整理了一下，希望能找到我自己的理解方式。

二、内存

　　内存分物理内存和虚拟内存，物理内存也就是Ram，OS通过进程来运行程序，进程会向OS申请空间来运行，每个进程都拥有独立的一段地址空间，每个进程不会相互重合，操作系统也会保证每个进程只能访问自己的内存空间。

　　jvm显然是属于OS的一个进程，其实我们这里可以把jvm当作是java世界中操作系统，运行java程序后生成的每一个线程都看作进程，那么和上面一样，每一个线程都需要内存空间来运行。而线程则将分配到的内存空间分为两种：堆和栈。

三、栈

　　java中的栈总是和线程关联在一起的，每创建一个线程时，jvm同时会为这个线程创建一个对应的栈，在栈中又会含有多个栈帧。

　　这里首先有一点我们要清楚，就是栈这种数据结构的特点：后进先出，也就是栈顶的元素才能被push和pop，形象点来讲，就是http://stackoverflow.com/的那个Favicon

　　明白这点之后，我们继续来看，每一个栈帧（我们这里统称为‘元素’好了），对应没个线程运行到的方法，每运行一个方法，就创建一个栈元素，每个栈元素会有一些内部变量（也就是方法内部定义的变量），操作栈，和方法返回值等信息。

　　每当一个方法执行完成时，这个元素就会pop出栈作为这个方法的返回值，并清除这个元素，那么同时栈顶的元素就变为刚才元素的下一个元素活动了，对应来说就是运行到下一个方法。前面有提到操作栈，它只能操作当前元素的本地变量、传入参数和它调用的方法的返回值。如果在这个元素对于的方法中调用了另外一个方法，那么就会创建新的元素push到栈顶，变为当前活动元素。

　　由于每一个线程创建一个栈，所以栈不是线程共享的，也就不用关心线程同步问题。

四、堆

　　堆是存储java对象的地方，也就是new出来的对象，每一个存储在堆中的java对象都是这个对象类的一个副本，它会复制包括继承自它父类的所有非静态属性（static属性不需要new也可以直接调用）。

　　堆是java所有线程共享的，需要注意线程同步问题。

五、联系

1 public void doSomething(){
2 　　String str1 = "abcd";
3 　　String str2 = new String("1234");
4 　　System.out.println(str1);
5 }

　　1.如上，当程序运行到这个方法的时候，就会创建一个栈元素。

　　2.堆里面存放的是abcd字符串，栈里存放的是str1，str1的值是abcd在堆中的地址。str2同理。

　　3.当这个方法执行结束时（超出变量的作用域），存放在栈中的和这个方法对应的元素会pop出栈，str1的内存空间会被马上释放，尽管str1被释放后，abcd没有被任何人所引用，但是堆中的abcd还是不会马上释放，而是后随后的一个不确定的时间里，被GC回收。打个比方，你在野外掉在一个枯井里，这时过来一个人发现了你，他是这个世界上唯一知道你所在的人，如果他在去找人来救你的路上死掉了，意味着你虽然不会马上也死掉，但是一定会在未来的某一个时间里死掉。(┬＿┬)

六、总结

　　堆像是一个实打实的仓库，栈像是一本记事本。

　　堆里存放的是真正的物品，栈里放的是物品在仓库里的地址。

　　堆的分配和销毁效率低，栈的push和pop效率高。

　　堆偏向于名词，栈偏向于动词。

　　堆的对应单位是一个java应用程序，栈的对应单位是一个线程。

　　堆是想要什么拿什么，栈是先进后出。

七、题外话

1         String str1 = "abcd";
2         String str2 = "abcd";
3         System.out.println(str1 == str2);
4
5 　　　　
6 　　  　 String str1 = new String("abcd");
7         String str2 = new String("abcd");
8         System.out.println(str1 == str2); 

　　如上，输出的是true和false。

　　在第一句执行完成之后，在堆中有个abcd对象（假设之前堆中没有abcd这个对象），在栈中有个str1的本地变量指向它。

　　在第二句执行时，jvm会直接在堆中找是否已经存在abcd对对象，如果存在则直接将地址给str2，以防止重复创建一样的对象浪费内存。

　　这种情况适用于所有基本类型变量（以及如上所示的String）。

　　第二中情况下，由于两者都是new出来的，所以在内存中都各自分配内存。

　　这种情况适用于所有object类型。

转载人家抛弃的地址上的。