JVM的堆和栈,浅析JAVA中堆内存与栈内存的区别

时间:2019-11-29 16:05来源:金沙澳门官网
1.栈与堆都是Java用来在Ram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。 区别:        http://droidyue.com/blog/2014/12/07/differences-between-stack-and-heap-i

1. 栈与堆都是Java用来在Ram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。

区别:

        http://droidyue.com/blog/2014/12/07/differences-between-stack-and-heap-in-java/

  堆和栈都是内存中的一部分,有着不同的作用,而且一个程序需要在这片区域上分配内存。众所周知,所有的Java程序都运行在JVM虚拟机内部,我们这里介绍的自然是JVM(虚拟)内存中的堆和栈。

  ①栈内存用来存储局部变量和方法调用。而堆内存用来存储Java中的对象。无论是成员变量,局部变量,还是类变量,它们指向的对象都存储在堆内存中。

  ②栈内存归属于单个线程,每个线程都会有一个栈内存,其存储的变量只能在其所属线程中可见,即栈内存可以理解成线程的私有内存。而堆内存中的对象对所有线程可见。堆内存中的对象可以被所有线程访问。

  ③栈内存没有可用的空间存储方法调用和局部变量,JVM会抛出java.lang.StackOverFlowError。而如果是堆内存没有可用的空间存储生成的对象,JVM会抛出java.lang.OutOfMemoryError。

  ④栈的内存要远远小于堆内存,如果你使用递归的话,那么你的栈很快就会充满。如果递归没有及时跳出,很可能发生StackOverFlowError问题。可以通过-Xss选项设置栈内存的大小。-Xms选项可以设置堆的开始时的大小,-Xmx选项可以设置堆的最大值。

 

四、JVM中的堆和栈

JVM是基于堆栈的虚拟机.JVM为每个新创建的线程都分配一个堆栈.也就是说,对于一个Java程序来说,它的运行就是通过对堆栈的操作来完成的。堆栈以帧为单位保存线程的状态。JVM对堆栈只进行两种操作:以帧为单位的压栈和出栈操作。 我们知道,某个线程正在执行的方法称为此线程的当前方法.我们可能不知道,当前方法使用的帧称为当前帧。当线程激活一个Java方法,JVM就会在线程的 Java堆栈里新压入一个帧。这个帧自然成为了当前帧.在此方法执行期间,这个帧将用来保存参数,局部变量,中间计算过程和其他数据.这个帧在这里和编译原理中的活动纪录的概念是差不多的. 从Java的这种分配机制来看,堆栈又可以这样理解:堆栈(Stack)是操作系统在建立某个进程时或者线程(在支持多线程的操作系统中是线程)为这个线程建立的存储区域,该区域具有先进后出的特性。

每一个Java应用都唯一对应一个JVM实例,每一个实例唯一对应一个堆。应用程序在运行中所创建的所有类实例或数组都放在这个堆中,并由应用所有的线程 共享.跟C/C++不同,Java中分配堆内存是自动初始化的。Java中所有对象的存储空间都是在堆中分配的,但是这个对象的引用却是在堆栈中分配,也就是说在建立一个对象时从两个地方都分配内存,在堆中分配的内存实际建立这个对象,而在堆栈中分配的内存只是一个指向这个堆对象的指针(引用)而已。

Java 把内存划分成两种:一种是栈内存,另一种是堆内存。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,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,该内存空间可以立即被另作它用。

 

图片 1  

     (图:JVM运行时数据区域分析)

 

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《【上海java培训】Java内存区域、分配机制和GC垃圾回收算法》;
《【上海Java培训】Java虚拟机类初始化和类加载器》;
《【上海Java培训】Java基本数据类型和存放位置》

二、堆内存

2. 栈的优势是,存取速度比堆要快,仅次于直接位于CPU中的寄存器。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。另外,栈数据可以共享。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,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。

  堆内存用于存放由new创建的对象和数组。在堆分配的内存,由java虚拟机自动垃圾回收器来管理。在数组和对象在没有引用变量指向它的时候,才变成垃圾,不能再次被使用,但是仍占着内存,在随后的一个不确定的时间被垃圾回收器释放掉。这也是java比较占内存的主要原因。   

  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,Java的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据。缺点是要在运行时动态分配内存,存取速度较慢。

 

   

  当一个方法执行时,每个方法都会建立自己的内存栈,在这个方法中定义的变量将会逐个放入这块栈内存里,随着方法的执行结束,这个方法的内存栈也将自然销毁。因此,所有在方法中定义的局部变量都是放在栈内存中的;

  在程序中创建一个对象时,这个对象将被保存到运行时数据区中,以便反复利用(对象创建成本较大),这个运行时数据区就是堆内存。堆内存中的对象不会随方法的结束而销毁,及时方法结束后,这个对象还可能被另一个引用变量所引用,则这个对象依然不会被销毁,只有当一个对象没有任何引用变量引用它时,系统的垃圾回收器才会在合适的时候回收它。

二、栈与堆的共同点和优缺点  

1. 栈(stack)与堆(heap)都是Java用来在Ram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。  

2. 栈的优势是,存取速度比堆要快,仅次于直接位于CPU中的寄存器。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。另外,栈数据可以共享,详见第3点。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,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。  

  1. Java中的数据类型有两种。

一种是基本类型(primitive types), 共有8种,即int, short, long, byte, float, double, boolean, char(注意,并没有string的基本类型)。这种类型的定义是通过诸如int a = 3; long b = 255L;的形式来定义的,称为自动变量。值得注意的是,自动变量存的是字面值,不是类的实例,即不是类的引用,这里并没有类的存在。如int a = 3; 这里的a是一个指向int类型的引用,指向3这个字面值。这些字面值的数据,由于大小可知,生存期可知(这些字面值固定定义在某个程序块里面,程序块退出后,字段值就消失了),出于追求速度的原因,就存在于栈中。  

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,然后查找有没有字面值为3的地址,没找到,就开辟一个存放3这个字面值的地址,然后将a指向3的地址。接着处理int b = 3;在创建完b的引用变量后,由于在栈中已经有3这个字面值,便将b直接指向3的地址。这样,就出现了a与b同时均指向3的情况。

特别注意的是,这种字面值的引用与类对象的引用不同。假定两个类对象的引用同时指向一个对象,如果一个对象引用变量修改了这个对象的内部状态,那么另一个对象引用变量也即刻反映出这个变化。相反,通过字面值的引用来修改其值,不会导致另一个指向此字面值的引用的值也跟着改变的情况。如上例,我们定义完a与 b的值后,再令a=4;那么,b不会等于4,还是等于3。在编译器内部,遇到a=4;时,它就会重新搜索栈中是否有4的字面值,如果没有,重新开辟地址存放4的值;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。  

另一种是包装类数据,如Integer, String, Double等将相应的基本数据类型包装起来的类。这些类数据全部存在于堆中,Java用new()语句来显式地告诉编译器,在运行时才根据需要动态创建,因此比较灵活,但缺点是要占用更多的时间。上海尚学堂java培训。  

存放基本类型的变量,对象的引用和方法调用,遵循先入后出的原则。
栈内存在函数中定义的“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,当超过变量的作用域后,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。

2、独有还是共享

  在函数中定义的一些基本类型的变量对象的引用都是在函数的栈内存中分配。当定义一个变量是,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。栈先进后出,队列先进先出。

  栈的优势是,存取速度比堆快,仅次于直接位于CPU中的寄存器,缺点是,存在栈中的数据大小与生存周期必须是确定的,缺乏灵活性。另外栈数据可以共享。

三、Java堆和栈的区别

 

java中堆和栈的区别自然是面试中的常见问题,下面几点就是其具体的区别

 

栈与堆都是Java用来在Ram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。这些对象通过新的,newarray,anewarray和multianewarray等指令建立,它们不需要程序代码来显式的释放。堆是由垃圾回收来负责的,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。

如果不是使用双引号声明的String对象,可以使用String提供的intern方法。intern方法会从字符串常量池中查询当前的字符串是否存在,若不存在就会将当前字符串放入常量池中。三、Java堆和栈的区别

栈内存和堆内存

  栈和堆都是Java用来在Ram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和堆。

3、异常错误

如果栈内存没有可用的空间存储方法调用和局部变量,JVM会抛出java.lang.StackOverFlowError。

而如果是堆内存没有可用的空间存储生成的对象,JVM会抛出java.lang.OutOfMemoryError。

另外,由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。堆内存是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的,自然是不连续的,而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆内存的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见,堆内存获得的空间比较灵活,也比较大。堆内存是由new分配的内存,一般速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便。

4、空间大小

方法区

  方法区域存放了所加载的类的信息(名称、修饰符等)、类中的静态变量、类中定义为final类型的常量、类中的Field信息、类中的方法信息,当开发人员在程序中通过Class对象中的getName、isInterface等方法来获取信息时,这些数据都来源于方法区域,同时方法区域也是线程共享的。

2、独有还是共享

栈内存归属于单个线程,每个线程都会有一个栈内存,其存储的变量只能在其所属线程中可见,即栈内存可以理解成线程的私有内存。而堆内存中的对象对所有线程可见。堆内存中的对象可以被所有线程访问。

 

一、栈内存

在堆中分配的内存,由Java虚拟机的自动垃圾回收器来管理。二、栈与堆的共同点和优缺点

4、空间大小

栈的内存要远远小于堆内存,如果你使用递归的话,那么你的栈很快就会充满。如果递归没有及时跳出,很可能发生StackOverFlowError问题。  

你可以通过-Xss选项设置栈内存的大小。-Xms选项可以设置堆的开始时的大小,-Xmx选项可以设置堆的最大值。

 

这就是Java中堆和栈的区别。理解好这个问题的话,可以对你解决开发中的问题,分析堆内存和栈内存使用,甚至性能调优都有帮助。

堆内存和栈内存的区别:
1、应用程序所有的部分都使用堆内存,然后栈内存通过一个线程运行来使用。
2、不论对象什么时候创建,他都会存储在堆内存中,栈内存包含它的引用。栈内存只包含原始值变量好和堆中对象变量的引用。
3、存储在堆中的对象是全局可以被访问的,然而栈内存不能被其他线程所访问。
4、栈中的内存管理使用LIFO的方式完成,而堆内存的管理要更复杂了,因为它是全局被访问的。
5、栈内存是生命周期很短的,然而堆内存的生命周期从程序的运行开始到运行结束。
6、我们可以使用-Xms和-Xmx JVM选项定义开始的大小和堆内存的最大值,我们可以使用-Xss定义栈的大小
7、当栈内存满的时候,Java抛出java.lang.StackOverFlowError异常而堆内存满的时候抛出java.lang.OutOfMemoryError: Java Heap Space错误
8、和堆内存比,栈内存要小的多,因为明确使用了内存分配规则,和堆内存相比栈内存非常快。

你可以通过-Xss选项设置栈内存的大小。-Xms选项可以设置堆的开始时的大小,-Xmx选项可以设置堆的最大值。

一、Java的堆内存和栈内存

Java把内存划分成两种:一种是堆内存,一种是栈内存。

 

堆:主要用于存储实例化的对象,数组。由JVM动态分配内存空间。一个JVM只有一个堆内存,线程是可以共享数据的。

 

栈:主要用于存储局部变量和对象的引用变量,每个线程都会有一个独立的栈空间,所以线程之间是不共享数据的。

 

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,当超过变量的作用域后,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。  

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。  

在堆内存分配时首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序,另外,对于大多数系统,会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小,这样,代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。

直接使用双引号声明出来的String对象会直接储存在常量池中

1、各司其职

最主要的区别就是栈内存用来存储局部变量和方法调用。而堆内存用来存储Java中的对象。无论是成员变量,局部变量,还是类变量,它们指向的对象都存储在堆内存中。

 

总结:
1 栈:为编译器自动分配和释放,如函数参数、局部变量、临时变量等等
2 堆:为成员分配和释放,由程序员自己申请、自己释放。否则发生内存泄露。典型为使用new申请的堆内容。
除了这两部分,还有一部分是:
3 静态存储区:内存在程序编译的时候就已经分配好,这块内存在程序的整个运行期间都存在。它主要存放静态数据、全局数据和常量。

3、异常错误

栈的优势是,栈内存与堆内存相比是非常小的,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。栈有一个很重要的特殊性,就是存在栈中的数据可以共享。

堆内存用来存放由new创建的对象和数组。

存放所有new出来的对象和数组
特此强调,堆内存和数据结构中的堆完全是两码事,分配方式倒是类似于链表
堆内存是区别于栈区、全局数据区和代码区的另一个内存区域。堆允许程序在运行时动态地申请某个大小的内存空间,堆内存实际上指的就是优先队列的一种数据结构,第1个元素有最高的优先权。

1、各司其职

Java把内存划分成两种:一种是栈内存,一种是堆内存。

而如果是堆内存没有可用的空间存储生成的对象,JVM会抛出java.lang.OutOfMemoryError。

Java中的代码是在函数体中执行的,每个函数主体都会被放在栈内存中,比如main函数。假如main函数里调用了其他的函数,比如add(),那么在栈里面的的存储就是最底层是main,mian上面是add。栈的运行时后入先出的,所以会执行时会先销毁add,再销毁main。

如果栈内存没有可用的空间存储方法调用和局部变量,JVM会抛出java.lang.StackOverFlowError。

三、其他数据存储
1、常量池:存放基本类型常量和字符串常量(public static final)
2、静态域:存放静态成员(static定义的)
3、非RAM存储:硬盘等永久存储空间

它的主要使用方法有两种:

3. 在Java语言中有8种基本类型和一种比较特殊的类型String。这些类型为了使它们在运行过程中速度更快、更节省内存,都提供了一种常量池的概念。常量池就类似一个java系统级别提供的缓存。8种基本类型的常量池都是系统协调的,String类型的常量池比较特殊。

图片 2

每一个Java应用都唯一对应一个JVM实例,每一个实例唯一对应一个堆。应用程序在运行中所创建的所有类实例或数组都放在这个堆中,并由应用所有的线程 共享.跟C/C++不同,Java中分配堆内存是自动初始化的。Java中所有对象的存储空间都是在堆中分配的,但是这个对象的引用却是在堆栈中分配,也就是说在建立一个对象时从两个地方都分配内存,在堆中分配的内存实际建立这个对象,而在堆栈中分配的内存只是一个指向这个堆对象的指针而已。

堆:主要用于存储实例化的对象,数组,堆是存储的单位,它解决的是数据储存的问题,即数据怎么放,放在哪里。由JVM动态分配内存空间。一个JVM只有一个堆内存,线程是可以共享数据的。

最主要的区别就是栈内存用来存储局部变量和方法调用。而堆内存用来存储Java中的对象。无论是成员变量,局部变量,还是类变量,它们指向的对象都存储在堆内存中。

在Java中有一个线程就会相应的有一个线程栈与之对应,因为不同的线程执行的逻辑有所不同,因此需要一个独立的线程栈,而堆则是所有线程共享的。栈因为是运行单位,因此里面储存的信息都是跟当前线程相关的信息。包括局部变量、程序运行状态、方法返回值等等,而堆只负责储存对象的信息。

栈内存归属于单个线程,每个线程都会有一个栈内存,其存储的变量只能在其所属线程中可见,即栈内存可以理解成线程的私有内存。而堆内存中的对象对所有线程可见。堆内存中的对象可以被所有线程访问。

Java把内存划分成两种:一种是堆内存,一种是栈内存。

一、Java的堆内存和栈内存

栈的内存要远远小于堆内存,如果你使用递归的话,那么你的栈很快就会充满。如果递归没有及时跳出,很可能发生StackOverFlowError问题。

栈:栈是运行时的单位,它解决程序的运行问题,即程序如何执行,或者说如何处理数据,另外它主要用于存储局部变量和对象的引用变量,每个线程都会有一个独立的栈空间,所以线程之间是不共享数据的。

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,当超过变量的作用域后,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。

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