Java 栈内存和堆内存和方法区超全讲解

本片博文本来是打算写一篇关于栈内存和堆内存的博文，也相当于自己的一个学习记录，结果一不小心学多了…就一直写到了内存的讲解了，本来还写了寄存器和一些硬件存储的，结果篇幅太大了就先删掉了，这里就先说下内存好了o( ￣︶￣)o， 文中肯定有许多有问题不足的地方，需要各位网友大大们评论补充！

内部存储器（Internal Storage）

1.线程私有存储区（Thread-Private Storage）

1.1 栈内存（Stack）

                 /|————————————————|\
            栈 /  |____局域变量区____|  \
            帧 \  |_____操作数区_____|    \
           /     \|_____帧数据区_____|      \
         /                                   \
       /          |—————————————————|          \  <_________________________>\
 栈  /            |____局域变量区_____|            \<_______PC Register_______> \包含寄存器的
 内存\            |_____操作数区______|            /<________JVM Stack________> /单线程内存区
       \          |_____帧数据区_____|          /  <___Native Method Stack___>/
         \                                   /
           \      |—————————————————|      /
             \    |____局域变量区____|    /
               \  |_____操作数区_____|  /
                 \|_____帧数据区_____|/

• 存储类型

  1.基本数据类型 2.对象的引用 3.方法的调用

• 共享机制

  栈内数据共享，但线程私有

• 作用时期

  在代码运行时，每当调用一个方法，都在在栈内存中创建一个栈内存块（栈帧），方法结束后栈内存变成未使用的状态

• 描述

  存储基本数据类型以及对象的引用，当在一个代码块中定义一些变量的时候，栈内存中为这些变量分配空间，按照 FILO 的原则，当代码块结束时，JVM 会自动释放分配的空间。栈内存不是 GC 回收的，堆内存是的。它是由编译器自动分配和释放。可能会抛出 OutOfMemoryError 和 StackOverFlowError 异常。它的存取速度很快仅次于寄存器，与堆内存相比较栈内存大小很小。可用 -Xss JVM 的选项来定义栈内存大小

• 特点

  存取速度很快，比堆要快，速度仅次于寄存器，存在栈中的数据有明确的生存周期和数据大小。存储其中数据可共享，线程私有

• 一些问题

  1. 栈内存存储方法的调用怎么理解？

     答：如f1()方法，其中调用了f2()方法，那么栈内存中最下层是f1()，再上面是f2()

  2. 栈内存存储对象的引用怎么理解？

     答：栈中保存的是对象的引用，该引用指向的是堆内存中对象中的数据。对象的引用是指向一个已创建的对象或者null，其只能是唯一指向，对象的引用某一时刻只能有唯一指向，对象本身可以同时被多个引用变量引用

  3. 栈内存如何存储数组？

     答：和对象存储一致

  4. 什么叫做栈中数据是共享的？

     答：假如有有如下代码

     int a = 1;
     int b = 1;
     

     java 编译器先处理a = 1，栈中会去找有没有值是 1 的空间，若有将 a 的引用直接指向这个空间，没有就在栈中开辟一个空间存储 1，然后执行b = 1，这时候直接让 b 的引用指向 a 指向的空间，这样 a 和 b 的引用指向同一个空间，但对象实际上是不同的，因为假使两个对象的引用指向的是同一个对象，如果一个对象的引用变量改变了，那么这个对象的内部状态实际上也改变了

  5. 为什么栈内存线程私有？

     答：栈内存不适合多线程共享（注意这和栈中数据共享是两个概念），因为若栈内存采用多线程共享，会非常凌乱

  6. StackOverFlowError和OutOfMemoryError区别？

     答：StackOverFlowError栈溢出是单个线程请求栈内存大于虚拟机允许内存时候报出的，而OutOfMemoryError内存溢出是指整个虚拟机内存耗尽，无法再申请新的内存时候报出

  7. 堆内存由 GC 管控，那栈内存回收呢？为什么没用 GC 管控？

     答：栈内存也是 JV