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JAVA內存管理-創新互聯

被問到有關Java內存管理的知識，所以要搜集整理一下了。開始之前，我們要明白一點，我們所使用的變量就是一塊一塊的內存空間！！

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一、內存管理原理：

在java中，有java程序、虛擬機、操作系統三個層次，其中java程序與虛擬機交互，而虛擬機與操作系統間交互！這就保證了java程序的平臺無關性！下面我們從程序運行前，程序運行中、程序運行內存溢出三個階段來說一下內存管理原理！1、程序運行前：JVM向操作系統請求一定的內存空間，稱為初始內存空間！程序執行過程中所需的內存都是由java虛擬機從這片內存空間中劃分的。2、程序運行中：java程序一直向java虛擬機申請內存，當程序所需要的內存空間超出初始內存空間時，java虛擬機會再次向操作系統申請更多的內存供程序使用！3、內存溢出：程序接著運行，當java虛擬機已申請的內存達到了規定的大內存空間，但程序還需要更多的內存，這時會出現內存溢出的錯誤！至此可以看出，Java 程序所使用的內存是由 Java 虛擬機進行管理、分配的。Java 虛擬機規定了 Java 程序的初始內存空間和大內存空間，開發者只需要關心 Java 虛擬機是如何管理內存空間的，而不用關心某一種操作系統是如何管理內存的。     二、 RUNTIME 類的使用：  Java 給我們提供了Runtime 類得到JVM 內存的信息
 方法名稱 參數作用返回值
 getRuntime 無 獲取 Runtime 對象 Runtime 對象
 totalMemory 無 獲取 JVM 分配給程序的內存數量 long：內存數量
 freeMemory 無 獲取 當前可用的內存數量 long：內存數量
 maxMemory 無 獲取 JVM 可以申請到的大內存數量 long：內存數量
     三、內存空間邏輯劃分：  JVM 會把申請的內存從邏輯上劃分為三個區域，即：方法區、堆與棧。 方法區：方法區默認大容量為64M，Java虛擬機會將加載的java類存入方法區，保存類的結構（屬性與方法），類靜態成員等內容。堆：默認大容量為64M，堆存放對象持有的數據，同時保持對原類的引用。可以簡單的理解為對象屬性的值保存在堆中，對象調用的方法保存在方法區。棧：棧默認大容量為1M，在程序運行時，每當遇到方法調用時，Java虛擬機就會在棧中劃分一塊內存稱為棧幀（Stack frame），棧幀中的內存供局部變量（包括基本類型與引用類型）使用，當方法調用結束后，Java虛擬機會收回此棧幀占用的內存。   四、java數據類型    1、基本數據類型：沒封裝指針的變量。聲明此類型變量，只會在棧中分配一塊內存空間。 2、引用類型：就是底層封裝指針的數據類型。他們在內存中分配兩塊空間，第一塊內存分配在棧中，只存放別的內存地址，不存放具體數值，我們也把它叫指針類型的變量，第二塊內存分配在堆中，存放的是具體數值，如對象屬性值等。  3、下面我們從一個例子來看一看：
public class Student { 

  String stuId; 

  String stuName; 

int stuAge; 

} 

 


public class TestStudent { 

public static void main(String[] args) { 

    Student s= new Student(); 

    String name= new String("云鶴");  

int a = 10; 

char b = 'm'; 

    s.stuId= "6363"; 

    s.stuName= "劉德華"; 

    s.stuAge= 25; 

  } 

}

（1）類當然是存放在方法區里面的。

（2）Student s = new Student(); 這行代碼就創建了兩塊內存空間，第一個在棧中，名字叫s，它就相當于指針類型的變量，我們看到它并不存放學生的姓名、年齡等具體的數值，而是存放堆中第二塊內存的地址，第二塊才存放具體的數值，如學生的編號、姓名、年齡等信息。  （3）int a = 10; 這是 基本數據類型 變量，具體的值就存放在棧中，并沒有只指針的概念！   下圖就是本例的內存布置圖：   此外我們還要知道Student s = new Student(); 包括了聲明和創建，即：聲明：Student s;創建：s = new Student();其中聲明只是在棧中聲明一個空間，但還沒有具體的值，聲明后的情況如下圖所示： 創建后的情況如下圖所示：     （4）引用類型中的數組也封裝了指針，即便是基本數據類型的數組也封裝了指針，數組也是引用類型。比如代碼int[] arr = new int[]{3, 6, 12, 9, 66, 31};如下圖所示：  五、java值傳參與引用傳參   （1）參數根據調用后的效果不同，即是否改變參數的原始數值，又可以分為兩種:按值傳遞的參數與按引用傳遞的參數。 按值傳遞的參數原始數值不改變，按引用傳遞的參數原始數值改變！這是為什么呢？其實相當簡單： 我們知道基本數據類型的變量存放在棧里面，變量名處存放的就是變量的值，那么當基本數據類型的變量作為參數時，傳遞的就是這個值，只是把變量的值傳遞了過去，不管對這個值如何操作，都不會改變變量的原始值。而對引用數據類型的變量來說，變量名處存放的地址，所以引用數據類型的變量作為傳參時，傳遞的實際上是地址，對地址處的內容進行操作，當然會改變變量的值了！ 正常情況下，我們用數組測試TestArray類如下： 
public class TestArray { 

void change(int[] arr) { 

for(int i=0;i<arr.length;i++)
if(i%2==0)
                   arr[i]=1000;
            System.out.println("方法體內修改值后：" ); 
for(int i=0;i<arr.length;i++)
                System.out.println(arr[i]);
      }

public static void main(String[] args) { 


int[] a = {1,2,3,4}; 

    TestArray testString= new TestArray(); 

    System.out.println("方法調用前："); 
for(int i=0;i<a.length;i++)
        System.out.println(a[i]);
    testString.change(a); 
    System.out.println("方法調用后："); 
for(int i=0;i<a.length;i++)
        System.out.println(a[i]);
  } 

    }

輸出結果如下：

方法調用前：
1234
方法體內修改值后：
1000210004
方法調用后：
1000210004

數組實際上也是引用類型，在調用函數的過程中改變了其值。

 （2）特例：String

 
public class TestString { 

void change(String str) { 

            str= "吳奇隆"; 

            System.out.println("方法體內修改值后：" + str); 
    
      }

public static void main(String[] args) { 


    String name= "歌星"; 

    TestString testString= new TestString(); 

    System.out.println("方法調用前：" + name); 
    testString.change(name); 
    System.out.println("方法調用后：" + name); 

  }

結果：

方法調用前：歌星
方法體內修改值后：吳奇隆
方法調用后：歌星

分析：

上例中，雖然參數String 是引用數據類型，但其值沒有發生改變，這是因為String 類是final 的，它是定長，不允許對其進行改變，而StringBuffer(多線程下使用性能優)和StringBuilder(單線程下面使用性能優)是可以改變的。如果這里用StringBuffer和SringBuiler替代，結果和Array的使用一樣，中間結果會被改變。 我們看初始情況，即String name = "歌星";這行代碼運行 完，如下圖：      當調用方法時testString.change(name)，內存變化為：       在方法體內，參數str賦予一個新值，str = "吳奇隆"。因為"吳奇隆"這個String是定長，系統就會在堆中分配一塊新的內存空間37DF，這樣str指向了新的內存空間37DF，而name還是指向36DF， 37DF的改變對它已沒影響：     最后，方法調用結束，str與37DF的內存空間消亡。Name的值依然為歌星,并沒有改變。 所以String雖然是引用類型參數，但值依然不變：      （3）無法交換的例子：   
public class TestChange { 

void change(Student stu1, Student stu2) { 

    stu1.stuAge++; 

    stu2.stuAge++; 

    Student stu= stu1; 

    stu1= stu2; 

    stu2= stu; 

  } 

   

public static void main(String[] args) { 

     

    Student z= new Student(); 

    z.stuName= "張信哲"; 

    z.stuAge= 40; 

     

    Student r= new Student(); 

    r.stuName= "任賢齊"; 

    r.stuAge= 30; 

    System.out.println("交換前z：	"+z.stuName+"	"+z.stuAge); 
    System.out.println("交換前r：	"+r.stuName+"	"+r.stuAge); 

    TestChange testChange= new TestChange(); 

    testChange.change(z, r);      

    System.out.println("交換后z：	"+z.stuName+"	"+z.stuAge); 
    System.out.println("交換后r：	"+r.stuName+"	"+r.stuAge); 

  } 
  
}

運行結果：

交換前z：    張信哲  40
交換前r：    任賢齊30
交換后z：    張信哲41
交換后r：    任賢齊31

 

網站欄目：JAVA內存管理-創新互聯
本文鏈接：http://vcdvsql.cn/article16/ccscgg.html

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