java中成员变量和局部变量在内存中的分配

本文详细解释了成员变量和局部变量的区别,包括它们的存储位置、生命周期等,并通过示例代码展示了变量如何在程序执行过程中发生变化。

对于成员变量和局部变量:成员变量就是方法外部,类的内部定义的变量;局部变量就是方法或语句块内部定义的变量。局部变量必须初始化。 形式参数是局部变量,局部变量的数据存在于栈内存中。栈内存中的局部变量随着方法的消失而消失。 成员变量存储在堆中的对象里面,由垃圾回收器负责回收。 如以下代码:

class BirthDate {
    private int day;
    private int month;
    private int year;

    public BirthDate(int d, int m, int y) {
        day = d;
        month = m;
        year = y;
    }
    // 省略get,set方法………
}

public class Test {
    public static void main(String args[]) {
        int date = 9;
        Test test = new Test();
        test.change(date);
        BirthDate d1 = new BirthDate(7, 7, 1970);
    }

    public void change(int i) {
        i = 1234;
    }
}

对于以上这段代码,date为局部变量,i,d,m,y都是形参为局部变量,day,month,year为成员变量。下面分析一下代码执行时候的变化:

1.main方法开始执行:int date = 9; date局部变量,基础类型,引用和值都存在栈中。

2.Test test = new Test();test为对象引用,存在栈中,对象(new Test())存在堆中。

3.test.change(date); i为局部变量,引用和值存在栈中。当方法change执行完成后,i就会从栈中消失。

4.BirthDate d1= new BirthDate(7,7,1970); d1为对象引用,存在栈中,对象(new BirthDate())存在堆中,其中d,m,y为局部变量存储在栈中,且它们的类型为基础类型,因此它们的数据也存储在栈中。day,month,year为成员变量,它们存储在堆中(new BirthDate()里面)。当BirthDate构造方法执行完之后,d,m,y将从栈中消失。

5.main方法执行完之后,date变量,test,d1引用将从栈中消失,new Test(), new BirthDate()将等待垃圾回收。
这里写图片描述

Java 中,成员变量局部变量内存中的存储位置存储方式存在显著差异,这与 Java内存划分机制密切相关。 ### 成员变量的存储位置与方式 成员变量属于类的实例或类本身(对于静态变量),它们的生命周期通常较长。在内存分配上,成员变量的名称存储在 **方法区** 中,这部分存储的是类的信息,包括方法名、类名、成员变量名等。然而,当一个类被实例化为对象时,该对象成员变量的值会被存储在 **堆内存** 中。堆内存用于存放由 `new` 创建的对象数组,而成员变量作为对象的一部分,自然也存储在这里。值得注意的是,对象本身并不包含其方法的具体实现,这些方法的二进制代码存放在 **代码区** 中,由所有实例共享[^4]。 ### 局部变量的存储位置与方式 局部变量则完全不同,它们的生命周期较短,通常局限于方法或代码块的执行期间。局部变量的值直接存储在 **栈内存** 中,这部分内存由编译器自动分配释放,主要用于存放函数的参数值局部变量的值。当具体的方法或代码块执行完毕后,系统会自动释放这部分内存资源[^3]。 ### 示例代码 为了更直观地理解这一点,可以通过一个简单的例子来展示成员变量局部变量的使用: ```java public class VariableExample { // 成员变量 private int memberVar = 10; public void exampleMethod() { // 局部变量 int localVar = 20; System.out.println("成员变量: " + memberVar); System.out.println("局部变量: " + localVar); } public static void main(String[] args) { VariableExample obj = new VariableExample(); obj.exampleMethod(); } } ``` 在这个例子中,`memberVar` 是一个成员变量,它属于 `VariableExample` 类的一个实例。因此,它的值存储在堆内存中,而变量名则记录在方法区中。相反,`localVar` 是一个局部变量,它仅在 `exampleMethod` 方法内部有效,其值存储在栈内存中。 ### 总结 综上所述,Java 中的成员变量局部变量内存中的存储位置生命周期有着本质的不同。成员变量的值存储在堆内存中,而局部变量的值则存储在栈内存中。这种设计不仅反映了两种变量在作用域生命周期上的差异,也体现了 Java内存管理的高效性灵活性。
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