堆和栈 内存分配 heap stack

Java中的堆和栈

        在【函数】中定义的一些【基本类型的变量】和【对象的引用变量】都是在函数的【栈内存】中分配的。当在一段代码块中定义一个变量时，java就在栈中为这个变量分配内存空间，当超过变量的作用域后，java会【自动】释放掉为该变量分配的内存空间，该内存空间可以立刻被另作他用。
        【堆内存】用于存放由new创建的【对象和数组】。在堆中分配的内存，由【java虚拟机】自动垃圾回收器来管理。
        在【堆】中产生了一个数组或者对象后，还可以在【栈】中定义一个【特殊的变量】，这个变量的取值等于数组或者对象在堆内存中的首地址，在栈中的这个特殊的变量就变成了数组或者对象的【引用变量】，以后就可以在程序中使用栈内存中的引用变量，来访问堆中的数组或者对象。引用变量相当于为数组或者对象起的一个【别名】，或者代号。
        【引用变量是普通变量】，定义时在栈中分配内存，【引用变量在程序运行到作用域外释放】。而数组＆对象本身在堆中分配，即使程序运行到使用new产生数组和对象的语句所在的代码块之外，数组和对象【本身】占用的堆内存也不会被释放（注意，此时仅仅是引用变量被释放了），数组和对象在没有引用变量指向它的时候，才变成【垃圾】（垃圾就是指未回收的、之后不会再使用的对象）。虽然垃圾不会再被使用，但是仍然占着内存，在随后的一个【不确定】的时间被垃圾回收器释放掉。这个也是java比较占内存的主要原因！



　　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，类的对象从中分配空间。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和对象句柄。



        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这个值，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。而一个引用变量修改了这个对象的内部状态，会影响到另一个引用变量。 



　　按照编译原理的观点，程序运行时的内存分配有三种策略，分别是静态的，栈式的，和堆式的。
　　静态存储分配是指在【编译时】就能确定每个数据目标在【运行时】刻的存储空间需求，因而在编译时就可以给他们分配【固定的】内存空间。这种分配策略要求程序代码中不允许有【可变数据结构】(比如可变数组)的存在，也不允许有【嵌套或者递归的结构】出现，因为它们都会导致编译程序无法计算准确的存储空间需求。
　　栈式存储分配也可称为【动态】存储分配，是由一个类似于堆栈的运行栈来实现的。和静态存储分配相反，在栈式存储方案中，程序对数据区的需求在编译时是完全未知的，只有到运行的时候才能够知道，但是规定在运行中【进入一个程序模块时】，必须知道该程序模块所需的数据区大小，才能够为其分配内存。和我们在数据结构所熟知的栈一样，栈式存储分配按照先进后出的原则进行分配。
　　静态存储分配要求【在编译时】能知道所有变量的存储要求，栈式存储分配要求【在过程的入口处】必须知道所有的存储要求，而堆式存储分配则专门负责在编译时或运行时模块入口处【都无法确定】存储要求的数据结构的内存分配，比如可变长度串和对象实例。堆由【大片】的可利用块或空闲块组成，堆中的内存可以按照任意顺序分配和释放。

演示代码

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person("1");//在【堆内存】中初始化一个对象，然后在【栈内存】中创建一个变量person，并让person指向此堆内存中的对象
        Person newPerson = person;//在【栈内存】中创建一个新的变量newPerson，赋值的含义为：让newPerson指向person所指向的堆内存中的同一个对象
        newPerson.name = "2";
        System.out.println(person.name + "－" + newPerson.name);//2－2
        newPerson = new Person("3");//在【堆内存】中初始化一个对象，然后让newPerson指向此对象，此时person所指向的对象还是之前的那个对象
        System.out.println(person.name + "－" + newPerson.name);//2－3
    }

    public static class Person {
        String name;

        public Person(String name) {
            this。name = name;
        }
    }

}

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