Java中的堆栈内存和堆空间

灰太狼 2023-10-05 16:10 36阅读 0赞

**1.****简介**

为了以最佳方式运行应用程序，JVM将内存分为堆栈和堆内存。**每当我们声明新的变量和对象，调用新的方法，声明*String*或执行类似的操作时，JVM就会从堆栈内存或堆空间中为这些操作指定内存。**

在本教程中，我们将讨论这些内存模型。我们将列举它们之间的一些关键区别，它们在RAM中的存储方式，它们提供的功能以及在何处使用它们。

**2. Java****中的堆栈内存**

**Java****中的堆栈内存用于静态内存分配和线程执行。**它包含特定于方法的原始值以及对从该方法引用的堆中对象的引用。

对该存储器的访问按后进先出（LIFO）顺序进行。每当调用新方法时，都会在堆栈顶部创建一个新块，其中包含特定于该方法的值，例如原始变量和对对象的引用。

当方法完成执行时，将刷新对应的堆栈帧，流程返回到调用方法，并且下一个方法可以使用空间。

**2.1****。堆栈存储器的主要功能**

除了我们到目前为止讨论的内容以外，以下是堆栈存储器的其他一些功能：

*  随着分别调用和返回新方法，它会增长和收缩
 *  堆栈中的变量仅在创建它们的方法正在运行时才存在
 *  方法执行完成后会自动分配和释放
 *  如果此内存已满，则Java抛出*java.lang.StackOverFlowError*
 *  与堆内存相比，对该内存的访问速度很快
 *  该内存是线程安全的，因为每个线程都在自己的堆栈中运行

**3. Java****中的堆空间**

**Java****中的堆空间用于在运行时为Java对象和JRE类动态分配内存**。新对象总是在堆空间中创建，并且对该对象的引用存储在堆栈内存中。

这些对象具有全局访问权限，可以从应用程序中的任何位置进行访问。

此内存模型进一步细分为称为几代的较小部分，它们是：

1.  **年轻一代–**在这里分配和老化所有新对象。填满后会发生次要垃圾收集
2.  **旧的或永久的一代–**这是保存长期存在的对象的位置。当对象存储在“年轻代”中时，将设置对象年龄的阈值，当达到该阈值时，该对象将移至旧代
3.  **永久生成–**包含用于运行时类和应用程序方法的JVM元数据

本文还将讨论这些不同的部分– [JVM，JRE和JDK之间的区别。][JVM_JRE_JDK]

我们总是可以根据需要来操纵堆内存的大小。有关更多信息，请访问[链接的Baeldung文章][Baeldung]。

**3.1****。****Java****堆内存的主要功能**

除了到目前为止我们讨论的内容以外，还有堆空间的其他一些功能：

*  可通过复杂的内存管理技术来访问它，包括年轻一代，老一代或终身一代以及永久一代。
 *  如果堆空间已满，Java会抛出 *java.lang.OutOfMemoryError*
 *  对该内存的访问比堆栈内存要慢
 *  与堆栈相比，该内存不会自动释放。它需要垃圾收集器释放未使用的对象，以保持内存使用效率。
 *  与堆栈不同，堆不是线程安全的，需要通过正确同步代码来加以保护

**4.****例子**

根据到目前为止所学的知识，让我们分析一个简单的Java代码，并评估此处的内存管理方式：

**class** Person \{

**int** id;

String name;

**public** Person(**int** id, String name) \{

**this**.id = id;

**this**.name = name;

**public** **class** PersonBuilder \{

**private** **static** Person buildPerson(**int** id, String name) \{

**return** **new** Person(id, name);

**public** **static** **void** main(String\[\] args) \{

**int** id = 23;

String name = **"John"**;

Person person = **null**;

person = buildPerson(id, name);

让我们逐步分析一下：

1.  进入*main（）*方法后，将在堆栈存储器中创建一个空间来存储该方法的原语和引用
    
     *  整数*id*的原始值 将直接存储在堆栈存储器中
     *  类型为*Person* 的引用变量*person* 也将在堆栈内存中创建，该内存将指向堆中的实际对象
2.  从*main（）*对参数化构造函数*Person（int，String）*的调用 将在上一个堆栈的顶部分配更多内存。这将存储：
    
     *  堆栈内存中调用对象的*this*对象引用
     *  堆栈存储器中的原始值 *id* 
     *  *String*参数*名称*的引用变量，它将指向堆内存中字符串池中的实际字符串
3.  的*主要*方法进一步调用*buildPerson（）*静态方法中，其进一步分配将在堆栈存储器上的前一个的顶部。这将再次以上述方式存储变量。
4.  但是，对于类型为 *Person*的新创建的对象 *person*，所有实例变量都将存储在堆内存中。

下图说明了这种分配：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FsbHdheTI_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

**5.****总结**

在总结本文之前，让我们快速总结一下堆栈内存和堆空间之间的区别：

<table> 
 <thead> 
 <tr> 
 <td style="width:63.75pt;"> 参数 </td> 
 <td style="width:284.25pt;"> 堆栈记忆体 </td> 
 <td style="width:10cm;"> 堆空间 </td> 
 </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 应用 </td> 
 <td> 堆栈用于部分，在线程执行期间一次使用一个 </td> 
 <td> 整个应用程序在运行时使用堆空间 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 尺寸 </td> 
 <td> 堆栈的大小限制取决于操作系统，通常小于堆 </td> 
 <td> 堆没有大小限制 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 存储 </td> 
 <td> 仅存储原始变量和对在堆空间中创建的对象的引用 </td> 
 <td> 所有新创建的对象都存储在这里 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 订购 </td> 
 <td> 使用后进先出（LIFO）内存分配系统对其进行访问 </td> 
 <td> 可通过复杂的内存管理技术访问此内存，这些技术包括年轻一代，老一代或终身一代以及永久一代。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 生活 </td> 
 <td> 堆栈内存仅在当前方法运行时才存在 </td> 
 <td> 只要应用程序运行，堆空间就存在 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 效率 </td> 
 <td> 与堆相比，分配速度要快得多 </td> 
 <td> 与堆栈相比分配速度较慢 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 分配/取消分配 </td> 
 <td> 分别调用和返回方法时，将自动分配和释放此内存 </td> 
 <td> 当Gargabe Collector创建新对象并不再引用它们时，将分配堆空间 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

**六，结论**

堆栈和堆是Java分配内存的两种方式。在本文中，我们了解了它们如何工作以及何时使用它们来开发更好的Java程序。

要了解有关Java中内存管理的更多信息，请在[此处][Link 1]查看[本文][Link 1]。我们还讨论了JVM垃圾收集器，本文将[对此进行][Link 2]简要讨论 。

[JVM_JRE_JDK]: https://www.baeldung.com/jvm-vs-jre-vs-jdk
[Baeldung]: https://www.baeldung.com/jvm-parameters
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FsbHdheTI_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201219173754781.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FsbHdheTI=,size_16,color_FFFFFF,t_70
[Link 1]: https://www.baeldung.com/java-memory-management-interview-questions
[Link 2]: https://www.baeldung.com/jvm-garbage-collectors