java内存粗理解

本文围绕Java中String对象的初始化和比较展开。分析了不同初始化方式下String对象的内存分配,如使用new和直接赋值的差异。还介绍了使用“==”和equals()方法比较String对象的不同结果,同时提及Object类的五个接口方法和Java String常用方法。

假设有两个 String 对象 strA和strB,初始化和声明如下:

String strA = new String(“abc”);
String strB = “abc”;

比较代码如下:

public class StringDamo {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		String strA = new String("abc");
		String strB = "abc";
		System.out.println(strA==strB);
	}
}

运行后结果为:
false

在我们正常思维下"abc"等于"abc"这是一件天经地义的事啊,但打印一个false是个神马情况?
至此,我们不得不来说说Java String 内存中的那些事儿:

1、String strA = new String("abc");和 String strB = "abc";有何不同?

内存分配不同:一般来说,使用 new 来分配内存的strA所占内存会比直接赋值的strB会大。
其次,strA与strB所在的内存空间不同,使用new分配内存的strA的"abc"是堆内开辟空间存储,而 strB的"abc"则会存储在“方法区”内的“字符常量池”内。strA与strB则是在堆内保存两个“abc”的地址(引用),分别指向两个内存首地址。
下面我们用一个图片来说明它们的不同:
@java内存简单模型
从图中我们不难看出,strA与strB所引用的地址是不同的,故一开始的程序打印结果也就说的通了,strA==strB 比较的并不是“abc”,即 strA ->“0x11” 是不等于 strB->"0x22"的,故打印结果为 false。这是正确的。

但现在又出现了一个新的问题:
我们如何去比较strA与strB的“abc”呢?这里我们就要使用到equals()方法。
我们只需要将
“==”改为“equals()”
,即可比较strA与strB的“abc”了,也就是说现在我们可以做字符串的比较了。

	public class StringDamo {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		String strA = new String("abc");
		String strB = "abc";
		System.out.println(strA.equals(strB));
	}

}

打印结果:
true

2、String strA = "abc" 与 String strB = "abc" 呢?

从上面的分析中,我们不难得出:**strA==strB **结果为 true,因为strA和strB都同时引用了“0x22”,也就是说,其实jvm在进行常量初始化时,它会将相同的字符串常量只保留一份,使用多余的“字符串常量池空间”,不管有多少个对象引用这个数据,也都是指向同一个内存地址,防止空间浪费;

3、String strA = new String("abc");与String strB = new String("abc");的比较呢?

上面我们提到当 strA与strB做“等于”比较时有使用 **" == “**和equals()方法两种;当使用new来分配内存时,会在堆内申请一块内存来保存"abc”,也就是说,strA与strB的"abc"是放在不同的内存中的。使用"= =“时比较的是引用(指向的地址),使用equals()时比较的是对象,即比较的是字符常量"abc”;因此,当strA==strB时 打印结果为:false ,而strA.equals(strB)时打印:true;
@new对象时的内存分配简单示意图

上面说到**equals()**方法,我们就不得不提到Object类,这其中有几个方法我们必须了解

object的五个接口方法:

1) clone();
Object类源码:protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
2)finalize();
Object类源码:protected void finalize() throws Throwable {}
3)toString();
public String toString() {
return getClass().getName() + “@” + Integer.toHexString(hashCode()); }
4)equals();
public boolean equals(Object obj) { return (this == obj); }
5)hashCode();
public native int hashCode();

java String中常用的方法:

多余的就不说了,直接贴代码看注释吧!!!

import java.util.Arrays;
import java.util.Iterator;

public class StringDemo {
	public static void main(String[] args) {
		//创建对象的两种方法
		//String 的本质是一个字符数组
		String a = new String("abcc");
		
		String str = "一支穿云箭,千军万马来相见";
		String name = "莱昂纳多.迪卡普里奥";
		String b = "ABCC";
		//String API
		//判断两个字符串是否相等
		System.out.println(a.equals(b));
		//忽略大小写判断字符串是否相等
		System.out.println(a.equalsIgnoreCase(b));
		//判断某个字符串在字符串中出现的位置,如果存在则返回当前位置索引,若不存在则返回-1
		System.out.println(a.indexOf("c"));
		//判断某个字符串在字符串中最后一次出现的位置
		System.out.println(a.lastIndexOf("c"));
		//判断某个字符串是否是以某字符串开始
		System.out.println(a.startsWith("bc"));
		//判断某个字符串是否是以某字符串结尾
		System.out.println(a.endsWith("bcc"));
		//判断某个字符串是否包含某个字符串
		System.out.println(a.contains("e"));
		//去除字符串前后空格
		System.out.println(b);
		System.out.println(b.trim());
		//获取某个位置的元素
		for (int i = 0; i < a.length(); i++) {
			System.out.println(a.charAt(i));
		}
		//替换字符串方法
		System.out.println(str.replace("国", "**"));
		//截取字符串
		System.out.println(str.substring(3));
		System.out.println(str.substring(3,9));
		//分割字符串
		System.out.println(Arrays.toString(name.split("\\.")));
		System.out.println(Arrays.toString(b.split("A",-1)));
	}
}

最后

  • 作为一个java小白,这仅仅是我自己学习总结,若有错误和不足之处,还望指正。
  • 这是结合老师所讲知识自己总结而来,若有雷同,纯属巧合。
  • 若转载,请加上指向链接 (https://zzhangleiz.gitee.io/mdimage/
【最优潮流】直流最优潮流(OPF)课设(Matlab代码实现)内容概要:本文档主要围绕“直流最优潮流(OPF)课设”的Matlab代码实现展开,属于电力系统优化领域的教学与科研实践内容。文档介绍了通过Matlab进行电力系统最优潮流计算的基本原理与编程实现方法,重点聚焦于直流最优潮流模型的构建与求解过程,适用于课程设计或科研入门实践。文中提及使用YALMIP等优化工具包进行建模,并提供了相关资源下载链接,便于读者复现与学习。此外,文档还列举了大量与电力系统、智能优化算法、机器学习、路径规划等相关的Matlab仿真案例,体现出其服务于科研仿真辅导的综合性平台性质。; 适合人群:电气工程、自动化、电力系统及相关专业的本科生、研究生,以及从事电力系统优化、智能算法应用研究的科研人员。; 使用场景及目标:①掌握直流最优潮流的基本原理与Matlab实现方法;②完成课程设计或科研项目中的电力系统优化任务;③借助提供的丰富案例资源,拓展在智能优化、状态估计、微电网调度等方向的研究思路与技术手段。; 阅读建议:建议读者结合文档中提供的网盘资源,下载完整代码与工具包,边学习理论边动手实践。重点关注YALMIP工具的使用方法,并通过复现文中提到的多个案例,加深对电力系统优化问题建模与求解的理解
<think>好的,我现在需要详细理解Java中的锁机制。首先,用户提到了可重入锁,这让我想到锁的获取和释放机制。根据引用[1],可重入锁允许同一个线程多次获取同一个锁,而不会导致死锁。例如,在递归方法中,外层方法获取锁后,内层方法可以再次获取同一把锁。这一点很重要,因为如果锁不可重入,递归调用可能会导致线程自己阻塞自己,从而引发死锁。 接下来是独享锁和共享锁的区别。独享锁,如ReentrantLock,一次只允许一个线程访问资源,而共享锁允许多个线程同时访问。例如,ReadWriteLock中的读锁是共享的,而写锁是独享的。这种区分有助于在高并发环境下优化性能,特别是读多写少的场景。 然后,用户的问题可能还涉及锁的实现原理。synchronized关键字在JVM层面实现,通过monitor对象进行加锁和解锁。而ReentrantLock是基于AQS(AbstractQueuedSynchronizer)实现的,提供了更灵活的锁机制,比如可中断的锁获取和公平性选择。AQS内部维护了一个等待队列,通过CAS操作来管理锁的状态。 另外,引用[2]和[3]提到了类初始化和反射机制。虽然这些内容与锁机制不直接相关,但反射可以在运行时获取类信息,甚至修改私有字段,这可能在多线程环境下引发安全问题。例如,通过反射获取某个对象的锁状态,或者动态创建对象实例时需要考虑线程安全。 还有,锁的优化方法,比如锁化、锁消除和适应性自旋。JVM会对锁进行优化,减少不必要的锁开销。例如,如果检测到一连串的操作都对同一个对象加锁,可能会将这些锁合并成一个更大的锁,减少加锁解锁的次数。 另外,用户可能想知道死锁的产生条件和避免方法。死锁通常发生在多个线程互相持有对方所需的资源时。避免死锁的策略包括按顺序获取锁、使用超时机制(如tryLock)以及减少锁的持有时间。 最后,应用场景方面,比如在数据库连接池中,使用锁来管理连接的获取和释放;或者在缓存系统中,使用读写锁来提高并发性能。理解这些场景有助于合理选择锁的类型和策略。 总结来说,Java的锁机制涉及多种锁类型和实现原理,需要结合线程安全、性能优化以及实际应用场景来全面掌握。</think>### Java锁机制详解 #### 一、锁的分类与核心原理 1. **可重入锁** 允许同一线程多次获取同一把锁,避免递归调用时的自我阻塞。例如: ```java synchronized void methodA() { methodB(); // 可直接获取已持有的锁 } synchronized void methodB() {} ``` Java中$ReentrantLock$和$synchronized$均支持可重入性,通过计数器记录重入次数[^1]。 2. **独享锁 vs 共享锁** - **独享锁**:资源仅允许单个线程访问(如$ReentrantLock$) - **共享锁**:允许多线程并发访问(如$ReadWriteLock$的读锁) 3. **公平锁与非公平锁** - **公平锁**:按请求顺序分配锁,避免线程饥饿 - **非公平锁**:允许插队,提高吞吐量但可能引发饥饿 #### 二、锁的实现原理 1. **synchronized关键字** - 基于JVM内置锁(Monitor),通过对象头的Mark Word实现锁状态记录 - 锁升级过程:无锁 → 偏向锁 → 轻量级锁 → 重量级锁 2. **ReentrantLock实现** - 基于AQS(AbstractQueuedSynchronizer)框架 - 核心字段:`state`(锁状态计数器)、`exclusiveOwnerThread`(持有线程) - 等待队列采用CLH变体,通过CAS操作保证原子性 3. **锁的内存语义** - 加锁操作:强制刷新处理器缓存,保证可见性 - 解锁操作:将修改同步到主内存 #### 三、锁的优化策略 1. **锁消除** JVM通过逃逸分析移除不可能存在竞争的锁,例如: ```java public String concat(String s1, String s2) { StringBuffer sb = new StringBuffer(); // 局部变量,锁可消除 sb.append(s1).append(s2); return sb.toString(); } ``` 2. **锁化** 合并多个相邻的同步块,减少锁获取/释放次数: ```java for (int i = 0; i < 100; i++) { synchronized(lock) { /* 操作 */ } // 合并为单个synchronized块 } ``` 3. **适应性自旋** JVM根据历史成功率动态调整自旋次数,减少线程切换开销。 #### 四、典型应用场景 1. **线程安全集合** ```java ConcurrentHashMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>(); map.computeIfAbsent("key", k -> 1); // 分段锁保证并发安全 ``` 2. **数据库连接池** ```java public Connection getConnection() { lock.lock(); try { while (pool.isEmpty()) condition.await(); return pool.removeFirst(); } finally { lock.unlock(); } } ``` 3. **分布式锁实现** 通过Redis或ZooKeeper实现跨JVM的锁协调,需解决网络延迟与脑裂问题。 #### 五、死锁预防与检测 1. **死锁必要条件** - 互斥条件 - 请求与保持 - 不可剥夺 - 循环等待 2. **预防策略** - 按固定顺序获取资源 - 使用`tryLock()`设置超时时间 ```java if (lock1.tryLock(100, TimeUnit.MILLISECONDS)) { try { if (lock2.tryLock()) { /* 业务逻辑 */ } } finally { lock1.unlock(); } } ``` 3. **诊断工具** - 使用`jstack`分析线程转储 - 通过VisualVM查看线程依赖关系
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