浅析Java里的内存分析及常量池加强对Java里字符串的理解

  本文将简单的说明下当我们运行Java程序时JVM(Java虚拟机)的内存分配情况。

一、基础概念要点

  首先我们先来感观的认识下几个名词:

1、栈空间(stack):连续的存储空间,遵循后进先出的原则,用于存放局部变量

  一般来说,基本数据类型直接在栈中分配空间,局部变量(在方法代码段中定义的变量)也在栈中直接分配空间,当局部变量所在方法执行完成之后该空间便立刻被JVM回收。

  还有一种是引用数据类型,即我们通常所说的需要用关键字new创建出来的对象所对应的引用也是在栈空间中,此时,JVM在栈空间中给对象引用分配了一个地址空间(相当于一个门牌号,通过这个门牌号就可以找到你家),在堆空间中给该引用的对象分配一个空间,栈空间中的地址引用指向了堆空间中的对象区(通过门牌号找住址);

2、堆空间(heap):不连续的空间,用于存放new出的对象,或者说是类的实例

  一般用来存放用关键字new出来的数据。

3、方法区(method):方法区在堆空间内,用于存放:(1)类的代码信息;(2)静态变量和方法;(3)常量池(字符串敞亮等,具有共享机制)。

  方法区在后面的jdk的版本中,已经不存在堆空间内了。而且方法区现在已经不叫方法区了,叫元空间,另外元空间从内存移到了磁盘。

4、Java中除了基本数据类型,其他的均是引用类型,包括类、数组等等。

5、数据类型的默认值  ——  基本数据类型默认值:

  数值型:0

  浮点型:0.0

  布尔型:false

  字符型:u0000

  引用类型:null

6、变量初始化

  成员变量可不初始化,系统会自动初始化;

  局部变量必须由程序员显式初始化,系统不会自动初始化。

二、实例代码进行内存分析

  创建类:分别是Student、Computer、Test,代码如下:

public class Student {
    int score;
    int age;
    String name;

    Computer computer;

    public void study() {
        System.out.println("studying...");
    }
}

public class Computer {
    int price;
    String brand;
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student stu = new Student();
        stu.name = "xiaoming";
        stu.age = 10;
        stu.study();

        Computer c = new Computer();
        c.brand = "Hasse";
        System.out.println(c.brand);

        stu.computer = c;
        System.out.println(stu.computer.brand);
//        System.out.println("----------------------------------------");
//        c.brand = "Dell";
//        System.out.println(c.brand);
//        System.out.println(stu.computer.brand);
//        System.out.println(stu.computer.brand == c.brand);
    }
}

  代码分析:

  我们知道,程序的入口是main(),因而从main方法从上到下、从左到右进行分析。

1、Student stu = new Student();

  (1)首先,Java虚拟机(JVM)去方法区寻找是否有Test类的代码信息,如果存在,直接调用。

  如果没有,通过类加载器(ClassLoader)把.class字节码加载到内存中,并把静态变量和方法、常量池加载(“xiaoming”、“Hasse”)。

  (2)走到Student,以同样的逻辑对Student类进行加载;静态成员;常量池(“studying”)。

  (3)走到stu,stu在main方法内部,因而是局部变量,存放在栈空间中。

  (4)走到new Student,new出的对象(实例),存放在堆空间中,以方法区的类信息为模板创建实例。

  (5)‘’=‘’赋值操作,把new Student的地址告诉stu变量,stu通过四字节的地址(十六进制),引用该实例。

  如下图:

2、stu.name = “xiaoming”;

  (6)stu通过引用new Student实例的name属性,该name属性通过地址指向常量池的"xiaoming"。

3、stu.age = 10;

  (7)stu实例的age属性是基本数据类型,基本数据类型直接赋值。

4、stu.study();

  (8)调用实例的方法时,并不会在实例对象中生成一个新的方法,而是通过地址指向方法区中类信息的方法。

  6、7、8的过程如下图:

5、Computer c = new Computer();

  同stu变量的生成过程。

6、c.brand = “Hasse”;

  同stu.name = "xiaoming"过程。

7、stu.computer = c;

  把c对象对Computer实例的引用赋值给Student实例的computer属性。亦即:该Student实例的computer属性指向该Computer类的实例。如下图:

8、拓展  ——  改变brand的地址指向。

  为进一步理解,我们把注释内容去掉:重新将Computer实例的brand属性指向"Dell"常量,那stu.computer.brand指向谁呢?Dell还是Hasse?

c.brand = "Dell";

  根据刚才的分析可知:stu通过地址引用Student实例,而该实例的computer的指向和c的指向是同一个Computer实例,因而改变该Computer实例的brand属性的指向,两者都会改变。

  举个例子:访问大明,和访问大明的儿子的爸爸,实质上访问的是同一个对象:大明。因而,最终的结果是true。

三、理解字符串常量及常量池

  下面我们添加新的代码,如下:

String str = "Dell";
System.out.println(c.brand == str);

  结果会如何呢?

  根据常量池具有共享性,可知并不会生成新的常量"Dell",而是会把str通过地址指向原来的"Dell",因而结果是true。

  这里说一下扩展知识:与前端可能容易混淆

1、八大基本数据类型里的:char 字符型,与string 字符串不要混淆,string字符串是个对象

  同样的有:int 整数类型,interger 也是个对象,

2、原本字符串应该直接存在堆中的。但是因为频繁使用,就搞了个字符串常量池

  当String str="i"这样时,会存到字符串池里;

  而当String str=new String("i")这样则会存到堆里和字符串常量池各一份;

  所以问:String s = new String(“xyz”);创建了几个字符串对象?答案就是 2个。字符串池和堆中各一个对象。

3、还有integer的时候也要注意,integer也有个缓冲区

  在-128~127之间的数值会存到缓冲区,其他的存到堆中。

  Integer是个对象,和int不一样,int存在栈中。

  Integer new出来的对象直接比较是不相等的。但是Integer a = 122;这种直接赋值并且在-128~127之间,用==比较是相等的。

  所以,一般要是用到integer的数值,如果不能确保一定在这个范围内,最好不要用==去判断是否相等。

4、常量池好像有三个,一个是字符串常量池在堆中,运行时常量池、静态常量池在元空间里在磁盘上

  之前应该都在方法区,由于String使用比较`频繁`,所以给String在方法区设置了一个`字符串池`。之前在方法区,现在好像在堆中。

  由于String使用比较`频繁`,所以才在方法区设置了一个`字符串池`。后来别的池跟着方法区移走了,字符串池放在了堆中。(原本方法区和堆用的就是同一块内存)

5、方法区更新记录

参考文章链接:https://blog.csdn.net/qq_36743482/article/details/78527312

原文地址:https://www.cnblogs.com/goloving/p/14781804.html