堆和栈的概念和区别

最新推荐文章于 2019-08-28 10:02:00 发布

心欲无痕CYY

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分类专栏：面试

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本文深入探讨了JVM内存模型，详细解释了堆内存和栈内存的区别与特性，包括它们的存储方式、生命周期以及更新速度。并通过实例展示了字符串在堆和栈中的存储过程。

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JVM虚拟机

Java程序在运行时都要开辟空间，任何软件在运行时都要在内存中开辟空间，Java虚拟机运行时也是要开辟空间的。JVM运行时在内存中开辟一片内存区域，启动时在自己的内存区域中进行更细致的划分，因为虚拟机中每一片内存处理的方式都不同，所以要单独进行管理。

JVM内存的划分有五片：

1. 寄存器；

2. 本地方法区；

3. 方法区；

4. 栈内存；

5. 堆内存。

堆内存和栈内存的概念

1. 堆内存:存储的是数组和对象（其实数组就是对象），凡是new建立的都是在堆中，堆中存放的都是实体（对象），实体用于封装数据，而且是封装多个（实体的多个属性），如果一个数据消失，这个实体也没有消失，还可以用，所以堆是不会随时释放的，但是栈不一样，栈里存放的都是单个变量，变量被释放了，那就没有了。堆里的实体虽然不会被释放，但是会被当成垃圾，Java有垃圾回收机制不定时的收取。

2.栈内存: 栈内存首先是一片内存区域，存储的都是局部变量，凡是定义在方法中的都是局部变量（方法外的是全局变量），for循环内部定义的也是局部变量，是先加载函数才能进行局部变量的定义，所以方法先进栈，然后再定义变量，变量有自己的作用域，一旦离开作用域，变量就会被释放。栈内存的更新速度很快，因为局部变量的生命周期都很短。

例:https://blog.youkuaiyun.com/pt666/article/details/70876410/

堆和栈的区别

1.栈内存存储的是局部变量而堆内存存储的是实体；

2.栈内存的更新速度要快于堆内存，因为局部变量的生命周期很短；

3.栈内存存放的变量生命周期一旦结束就会被释放，而堆内存存放的实体会被垃圾回收机制不定时的回收。

4.栈（stack）：是一个先进后出的数据结构，先分配的内存必定先释放，通常用于保存方法（函数）中的参数，局部变量。在java中，所有基本类型和引用类型都是在栈中存储的。栈中数据的生存空间一般在当前的 scopes(就是由{...}括起来的区域)。一般是由系统自动分配，存放函数的参数值，局部变量，自动清除。

堆（heap）：1). 是一个可动态申请的内存空间（其记录空闲内存空间的链表由操作系统维护），所谓的动态内存，是其中的内存在不需要时就可以回收，以分配给新的内存请求，其内存中的数据是无序的，即先分配的和后分配的内存并没有什么必然的位置关系，释放时也可以先后顺序。

2). 在Java中，使用new XXX()构造出来的对象都在堆中存储，当垃圾回收器检测到某对象未被引用，则自动销毁该对象。所以，理论上说java中对象的生存空间是没有限制，只要有引用类型指向它，则它可以在任意地方被使用。

堆和栈的优缺点:

堆: JAVA的堆是一个运行时的数据区,堆的优势是可以动态的分配内存大小,生存期也不必事先告诉编译器,因为他是在运行时动态的分配内存的,JAVA的垃圾回收器会自动回收走这些不用的数据.但缺点是,由于要在运行时动态分配内存,存取速度较慢.

栈: 栈的优势是存取速度比堆快,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和生命周期必须是确定的,缺乏灵活性.栈中一般存放基本类型（int, short, long, byte, float, double, boolean, char）的变量和对象.

栈有一个很重要的特殊性：存在栈中的数据可以共享。比如下面我们定义：

http://www.cnblogs.com/iyangyuan/p/4631696.html

String s =new String()分析堆与栈,是先定义S,还是先new string()
1. String str1 = "abc";
System.out.println(str1 == "abc");

步骤：
1) 栈中开辟一块空间存放引用str1；
2) String池中开辟一块空间，存放String常量"abc"；
3) 引用str1指向池中String常量"abc"；
4) str1所指代的地址即常量"abc"所在地址，输出为true；

2. String str2 = new String("abc");
System.out.println(str2 == "abc");

步骤：
1) 栈中开辟一块空间存放引用str2；
2) 堆中开辟一块空间存放一个新建的String对象"abc"；
3) 引用str2指向堆中的新建的String对象"abc"；
4) str2所指代的对象地址为堆中地址，而常量"abc"地址在池中，输出为false；

3. String str3 = new String("abc");
System.out.println(str3 == str2);

步骤：
1) 栈中开辟一块空间存放引用str3；
2) 堆中开辟一块新空间存放另外一个(不同于str2所指)新建的String对象；
3) 引用str3指向另外新建的那个String对象；
4) str3和str2指向堆中不同的String对象，地址也不相同，输出为false；

4. String str4 = "a" + "b";
System.out.println(str4 == "ab");

步骤：
1) 栈中开辟一块空间存放引用str4；
2) 根据编译器合并已知量的优化功能，池中开辟一块空间，存放合并后的String常量"ab"；
3) 引用str4指向池中常量"ab"；
4) str4所指即池中常量"ab"，输出为true；

5. final String s = "a"; //注意:这里s用final修饰，相当于一个常量
String str5 = s + "b";
System.out.println(str5 == "ab");

步骤：
同四

6. String s1 = "a";
    String s2 = "b";
   String str6 = s1 + s2;
    System.out.println(str6 == "ab");

步骤：
1) 栈中开辟一块中间存放引用s1，s1指向池中String常量"a"，
2) 栈中开辟一块中间存放引用s2，s2指向池中String常量"b"，
3) 栈中开辟一块中间存放引用str5，
4) s1 + s2通过StringBuilder的最后一步toString()方法还原一个新的String对象"ab"，因此堆中开辟一块空间存放此对象，
5) 引用str6指向堆中(s1 + s2)所还原的新String对象，
6) str6指向的对象在堆中，而常量"ab"在池中，输出为false

7. String str7 = "abc".substring(0, 2);
步骤：
1) 栈中开辟一块空间存放引用str7，
2) substring()方法还原一个新的String对象"ab"（不同于str6所指），堆中开辟一块空间存放此对象，
3) 引用str7指向堆中的新String对象，

8. String str8 = "abc".toUpperCase();
步骤：
1) 栈中开辟一块空间存放引用str8，
2) toUpperCase()方法还原一个新的String对象"ABC"，池中并未开辟新的空间存放String常量"ABC"，
3) 引用str8指向堆中的新String对象

9.String s="abc";

String s1=s;

System.out.println(s1=="abc");

s=s+"hello";

System.out.println(s1=="abc");

System.out.println(s=="abc");

步骤：

1）栈中开辟一块空间存放s；

2）Sting池中开辟一块空间用于存放"abc"，栈中开辟一块空间存放变量s1；

3）系统输出true，在堆中开辟一块空间用于存放"abchello"；

4）引用s指向堆中的"abchello"；

5）系统输出true，然后输出false；