棧里存放的是值類型(int、float等)的值和引用類型(String、你自己創建的類對象等)在堆中的地址;堆中存放引用類u型的值,如果堆中某個值的地址在棧中沒有被指向,他就會被GC回收。
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方法區存儲所有的類和靜態變量。
1、棧區(stacksegment)—由編譯器自動分配釋放,存放函數的參數值,局部變量的值等,具體方法執行結束之后,系統自動釋放JVM內存資源
2、堆區(heapsegment)—一般由程序員分配釋放,存放由new創建的對象和數組,jvm不定時查看這個對象,如果沒有引用指向這個對象就回收
3、靜態區(datasegment)—存放全局變量,靜態變量和字符串常量,不釋放
4、代碼區(codesegment)—存放程序中方法的二進制代碼,而且是多個對象共享一個代碼空間區域
堆和棧的區別
一、預備知識—程序的內存分配
一個由c/C++編譯的程序占用的內存分為以下幾個部分
1、棧區(stack)— 由編譯器自動分配釋放 ,存放函數的參數值,局部變量的值等。其操作方式類似于數據結構中的棧。
2、堆區(heap) — 一般由程序員分配釋放, 若程序員不釋放,程序結束時可能由OS回收 。注意它與數據結構中的堆是兩回事,分配方式倒是類似于鏈表,呵呵。
3、全局區(靜態區)(static)—,全局變量和靜態變量的存儲是放在一塊的,初始化的全局變量和靜態變量在一塊區域, 未初始化的全局變量和未初始化的靜態變量在相鄰的另一塊區域。 - 程序結束后有系統釋放
4、文字常量區—常量字符串就是放在這里的。 程序結束后由系統釋放
5、程序代碼區—存放函數體的二進制代碼。
二、例子程序
這是一個前輩寫的,非常詳細
//main.cpp
int a = 0; 全局初始化區
char *p1; 全局未初始化區
main()
{
int b; 棧
char s[] = "abc"; 棧
char *p2; 棧
char *p3 = "123456"; 123456\0在常量區,p3在棧上。
static int c =0; 全局(靜態)初始化區
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
分配得來得10和20字節的區域就在堆區。
strcpy(p1, "123456"); 123456\0放在常量區,編譯器可能會將它與p3所指向的"123456"優化成一個地方。
}
二、堆和棧的理論知識
2.1申請方式
stack:
由系統自動分配。 例如,聲明在函數中一個局部變量 int b; 系統自動在棧中為b開辟空間
heap:
需要程序員自己申請,并指明大小,在c中malloc函數
如p1 = (char *)malloc(10);
在C++中用new運算符
如p2 = (char *)malloc(10);
但是注意p1、p2本身是在棧中的。
2.2
申請后系統的響應
棧:只要棧的剩余空間大于所申請空間,系統將為程序提供內存,否則將報異常提示棧溢出。
堆:首先應該知道操作系統有一個記錄空閑內存地址的鏈表,當系統收到程序的申請時,
會遍歷該鏈表,尋找第一個空間大于所申請空間的堆結點,然后將該結點從空閑結點鏈表中刪除,并將該結點的空間分配給程序,另外,對于大多數系統,會在這塊內存空間中的首地址處記錄本次分配的大小,這樣,代碼中的delete語句才能正確的釋放本內存空間。另外,由于找到的堆結點的大小不一定正好等于申請的大小,系統會自動的將多余的那部分重新放入空閑鏈表中。
2.3申請大小的限制
棧:在Windows下,棧是向低地址擴展的數據結構,是一塊連續的內存的區域。這句話的意思是棧頂的地址和棧的最大容量是系統預先規定好的,在WINDOWS下,棧的大小是2M(也有的說是1M,總之是一個編譯時就確定的常數),如果申請的空間超過棧的剩余空間時,將提示overflow。因此,能從棧獲得的空間較小。
堆:堆是向高地址擴展的數據結構,是不連續的內存區域。這是由于系統是用鏈表來存儲的空閑內存地址的,自然是不連續的,而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于計算機系統中有效的虛擬內存。由此可見,堆獲得的空間比較靈活,也比較大。
2.4申請效率的比較:
棧由系統自動分配,速度較快。但程序員是無法控制的。
堆是由new分配的內存,一般速度比較慢,而且容易產生內存碎片,不過用起來最方便.
另外,在WINDOWS下,最好的方式是用VirtualAlloc分配內存,他不是在堆,也不是在棧是直接在進程的地址空間中保留一快內存,雖然用起來最不方便。但是速度快,也最靈活。
2.5堆和棧中的存儲內容
棧: 在函數調用時,第一個進棧的是主函數中后的下一條指令(函數調用語句的下一條可執行語句)的地址,然后是函數的各個參數,在大多數的C編譯器中,參數是由右往左入棧的,然后是函數中的局部變量。注意靜態變量是不入棧的。
當本次函數調用結束后,局部變量先出棧,然后是參數,最后棧頂指針指向最開始存的地址,也就是主函數中的下一條指令,程序由該點繼續運行。
堆:一般是在堆的頭部用一個字節存放堆的大小。堆中的具體內容有程序員安排。
2.6存取效率的比較
char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";
aaaaaaaaaaa是在運行時刻賦值的;
而bbbbbbbbbbb是在編譯時就確定的;
但是,在以后的存取中,在棧上的數組比指針所指向的字符串(例如堆)快。
比如:
#include
void main()
{
char a = 1;
char c[] = "1234567890";
char *p ="1234567890";
a = c[1];
a = p[1];
return;
}
對應的匯編代碼
10: a = c[1];
00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]
0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl
11: a = p[1];
0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]
00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]
00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al
第一種在讀取時直接就把字符串中的元素讀到寄存器cl中,而第二種則要先把指針值讀到edx中,在根據edx讀取字符,顯然慢了。
2.7小結:
堆和棧的區別可以用如下的比喻來看出:
使用棧就象我們去飯館里吃飯,只管點菜(發出申請)、付錢、和吃(使用),吃飽了就走,不必理會切菜、洗菜等準備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作,他的好處是快捷,但是自由度小。
使用堆就象是自己動手做喜歡吃的菜肴,比較麻煩,但是比較符合自己的口味,而且自由度大。
程序運行時,我們最好對數據保存到什么地方做到心中有數。特別要注意的是內在的分配,有六個地方都可以保存數據:
1、 寄存器。這是最快的保存區域,因為它位于和其他所有保存方式不同的地方:處理器內部。然而,寄存器的數量十分有限,所以寄存器是根據需要由編譯器分配。我們對此沒有直接的控制權,也不可能在自己的程序里找到寄存器存在的任何蹤跡。
2、 堆棧。駐留于常規RAM(隨機訪問存儲器)區域。但可通過它的“堆棧指針”獲得處理的直接支持。堆棧指針若向下移,會創建新的內存;若向上移,則會釋放那些內存。這是一種特別快、特別有效的數據保存方式,僅次于寄存器。創建程序時,java編譯器必須準確地知道堆棧內保存的所有數據的“長度”以及“存在時間”。這是由于它必須生成相應的代碼,以便向上和向下移動指針。這一限制無疑影響了程序的靈活性,所以盡管有些java數據要保存在堆棧里——特別是對象句柄,但java對象并不放到其中。
3、 堆。一種常規用途的內存池(也在RAM區域),其中保存了java對象。和堆棧不同:“內存堆”或“堆”最吸引人的地方在于編譯器不必知道要從堆里分配多少存儲空間,也不必知道存儲的數據要在堆里停留多長的時間。因此,用堆保存數據時會得到更大的靈活性。要求創建一個對象時,只需用new命令編制相碰的代碼即可。執行這些代碼時,會在堆里自動進行數據的保存。當然,為達到這種靈活性,必然會付出一定的代價:在堆里分配存儲空間時會花掉更長的時間
4、 靜態存儲。這兒的“靜態”是指“位于固定位置”。程序運行期間,靜態存儲的數據將隨時等候調用??捎胹tatic關鍵字指出一個對象的特定元素是靜態的。但java對象本身永遠都不會置入靜態存儲空間。
5、 常數存儲。常數值通常直接置于程序代碼內部。這樣做是安全的。因為它們永遠都不會改變,有的常數需要嚴格地保護,所以可考慮將它們置入只讀存儲器(ROM)。
6、 非RAM存儲。若數據完全獨立于一個程序之外,則程序不運行時仍可存在,并在程序的控制范圍之外。其中兩個最主要的例子便是“流式對象”和“固定對象”。對于流式對象,對象會變成字節流,通常會發給另一臺機器,而對于固定對象,對象保存在磁盤中。即使程序中止運行,它們仍可保持自己的狀態不變。對于這些類型的數據存儲,一個特別有用的技藝就是它們能存在于其他媒體中,一旦需要,甚至能將它們恢復成普通的、基于RAM的對象。
Java把內存劃分成兩種:一種是棧內存,一種是堆內存。在函數中定義的一些基本類型的變量和對象的引用變量都在函數的棧內存中分配。當在一段代碼塊定義一個變量時,Java就在棧中為這個變量分配內存空間,當超過變量的作用域后,Java會自動釋放掉為該變量所分配的內存空間,該內存空間可以立即被另作他用。堆內存用來存放由new創建的對象和數組。在堆中分配的內存,由Java虛擬機的自動垃圾回收器來管理。在堆中產生了一個數組或對象后,還可以在棧中定義一個特殊的變量,讓棧中這個變量的取值等于數組或對象在堆內存中的首地址,棧中的這個變量就成了數組或對象的引用變量。引用變量就相當于是為數組或對象起的一個名稱,以后就可以在程序中使用棧中的引用變量來訪問堆中的數組或對象。具體的說:棧與堆都是Java用來在Ram中存放數據的地方。與C++不同,Java自動管理棧和堆,程序員不能直接地設置?;蚨?。Java的堆是一個運行時數據區,類的(對象從中分配空間。這些對象通過new、newarray、anewarray和multianewarray等指令建立,它們不需要程序代碼來顯式的釋放。堆是由垃圾回收來負責的,堆的優勢是可以動態地分配內存大小,生存期也不必事先告訴編譯器,因為它是在運行時動態分配內存的,Java的垃圾收集器會自動收走這些不再使用的數據。但缺點是,由于要在運行時動態分配內存,存取速度較慢。棧的優勢是,存取速度比堆要快,僅次于寄存器,棧數據可以共享。但缺點是,存在棧中的數據大小與生存期必須是確定的,缺乏靈活性。棧中主要存放一些基本類型的變量(,int,short,long,byte,float,double,boolean,char)和對象句柄。棧有一個很重要的特殊性,就是存在棧中的數據可以共享。假設我們同時定義:inta=3;intb=3;編譯器先處理inta=3;首先它會在棧中創建一個變量為a的引用,然后查找棧中是否有3這個值,如果沒找到,就將3存放進來,然后將a指向3。接著處理intb=3;在創建完b的引用變量后,因為在棧中已經有3這個值,便將b直接指向3。這樣,就出現了a與b同時均指向3的情況。這時,如果再令a=4;那么編譯器會重新搜索棧中是否有4值,如果沒有,則將4存放進來,并令a指向4;如果已經有了,則直接將a指向這個地址。因此a值的改變不會影響到b的值。要注意這種數據的共享與兩個對象的引用同時指向一個對象的這種共享是不同的,因為這種情況a的修改并不會影響到b,它是由編譯器完成的,它有利于節省空間。而一個對象引用變量修改了這個對象的內部狀態,會影響到另一個對象引用變量。
網站欄目:java代碼區堆棧靜態區 內存中的棧,堆,靜態區
標題網址:http://vcdvsql.cn/article48/hpghhp.html
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