Java堆和栈的区别/联系详解

骑猪看日落 2022-06-03 04:15 282阅读 0赞

# Java堆和栈的区别/联系详解 #

关于Java中堆栈内存的知识，算是基础知识，和C语言中的指针有一些类似，面试中也经常会被问到，特别是跟Java和C都有关的开发工作。

## 一.堆栈的联系 ##

在Java中，内存分为两种，一种是栈内存，另一种就是堆内存。

栈内存的东西肯定是比堆内存保存跟长久的。

举个简单的例子一个类中：static String aa=”AA”（或String aa=new String(“AA”)）;

其中aa就是就是保存在栈中的，被创建出来的”AA”就是保存在堆中的，然后被指向到某一个栈地址，如果没有静态static，这里的aa也是保存在堆中的。

## 二.堆内存 ##

### 1.什么是堆内存？ ###

堆内存是是Java内存中的一种，它的作用是用于存储Java中的对象和数组，当我们new一个对象或者创建一个数组的时候，就会在堆内存中开辟一段空间给它，用于存放。

### 2.堆内存的特点是什么？ ###

第一点：堆其实可以类似的看做是管道，或者说是平时去排队买票的的情况差不多，所以堆内存的特点就是：先进先出，后进后出，也就是你先排队，就能先买到票。。。

第二点：堆可以动态地分配内存大小，生存期也不必事先告诉编译器，因为它是在运行时动态分配内存的，但缺点是，由于要在运行时动态分配内存，存取速度较慢。

### 3.new对象在堆中如何分配？ ###

分配是动态分配的，回收是由Java虚拟机的自动垃圾回收器来管理

## 三.栈内存 ##

### 1.什么是栈内存 ###

栈内存是Java的另一种内存，主要是用来执行程序用的，比如：基本类型的变量和对象的引用变量

### 2.栈内存的特点 ###

第一点：栈内存就好像一个矿泉水瓶，像里面放入东西，那么先放入的沉入底部，所以它的特点是：先进后出，后进先出

第二点：存取速度比堆要快，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与生存期必须是确定的，缺乏灵活性

### 3.栈内存分配机制 ###

栈内存可以称为一级缓存，由垃圾回收器自动回收

## 四.栈和堆的区别 ##

JVM是基于堆栈的虚拟机.JVM为每个新创建的线程都分配一个堆栈.也就是说,对于一个Java程序来说，它的运行就是通过对堆栈的操作来完成的。堆栈以帧为单位保存线程的状态。JVM对堆栈只进行两种操作:以帧为单位的压栈和出栈操作。

### 1.栈堆差异点 ###

#### （1）堆内存用来存放由new创建的对象和数组。 ####

#### （2）栈内存用来存放基础数据或静态变量等 ####

#### （3）堆是先进先出，后进后出 ####

#### （4）栈是后进先出，先进后出 ####

### 2.栈堆相同点 ###

#### （1）都是属于Java内存的一种 ####

#### （2）系统都会自动去回收它，但是对于堆内存一般开发人员会断开引用让系统回收它 ####

## 五.数据共享示例 ##

例子：  
int a = 3;  
int b = 3;  
a=4;

### 第一步处理： ###

1.编译器先处理int a = 3;  
2.创建变量a的引用  
3.在栈中查找是否有3这个值  
4.没有找到，将3存放，a指向3

### 第二步处理： ###

1.处理b=3  
2.创建变量b的引用  
3.找到，直接赋值

### 第三步改变： ###

接下来  
a = 4；  
同上方法  
a的值改变，a指向4，b的值是不会发生改变的

### PS：如果A,B是两个对象的话，那就不一样了，对象指向的是同一个引用，一个发生改变，另一个也会发生改变 ###

比如：  
YY y=new YY();  
YY a=y;  
YY b=y;

如果y改变了，a、b都会改变。  
还有这里a==b是正确的。  
但是换成： a=new YY(); b=new YY(); ，然后a==b就不正确了，因为这里比较的是一个地址

## 六.栈堆的其他理解 ##

栈内存更多的说的是一个地址，就像我们经常说的内存中地址的引用，创建的对象被某一个地址持有。  
内存对象被持有并不特指栈内，堆也是可以持有堆内的对象。但是能长久只有该对象的只有栈内能做到。  
有些是栈内的堆，但是它里面的堆内，还持有堆，里面还有对象，这里面的对象也是被长久持有的。

### 1.栈对象的建立： ###

String aa；  
int a；  
这里只是建立的栈的对象。

### 2.堆对象的建立： ###

new String(“1122”);  
new AA();  
这里只是建立了堆的对象。

### 3.栈堆的同时建立 ###

AA aa=new AA();//这里AA是一个自定义类名  
这里在栈上面建立了aa的位置，在堆中建立了AA类的对象。  
这里堆内存的对象被指向到栈内存地址aa。

### 4.栈堆对象的回收 ###

都是系统负责回收，但是堆的回收肯定比栈回收快！  
堆内对象的回收是系统发现该对象不再使用或内存容量不足的情况，才回收。  
但是栈对象的回收是在系统即将退出的时候才回收，也就是说：栈对象在创建之后知道程序退出，栈对象一直存在！

### 5.栈堆对象的回收示例 ###

注意这里对象置空，不等于对象回收，不管是堆内还是栈内！

比如：

//已有自定义AA类
    
    class RR{
    
        static AA a;
    
        public void method(){
            AA aa=new AA();
            a=aa;
            aa=null;
        }
    
    }

没调用RR类内的方法method，栈对象a也会存在，但是指向的是一个空值。  
调用了method方法后，栈内的a就会指向创建出来的AA类对象。  
可以在method方法中，有aa=null；这里只是把aa对象置空，并没有回收new AA（）这个对象！因为这个对象已经被栈内的a持有。

#### 就上面简单的几行代码，大家都是可以对栈堆来提出很多设想并论证。。。 ####

比如上面，如果没有把aa赋值給a，那么创建出来的对象new AA（）是会被系统回收的（不管有没有a=null；这句话），只是回收的时间由系统决定！

还有一些for循环里面不管创建对象，其实里面的对象也是会被系统不断回收的，但是如果创建过快，回收没那么快，就会造成内存泄漏/溢出。

。。。反正很多假象可以设定

##### 正常情况不会泄漏内存溢出的循环： #####

for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                TestA a = new TestA();
                System.out.println("打印！" + i + "---" + a);
            }

上面TestA对象没有一直被持有，系统会不断去回收。

##### 会内存溢出的循环： #####

import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    /**
     * 测试内存的类
     */
    public class TestB {
        
    
        static  List<TestA>list=new ArrayList<>();
        public static void main(String[] arg) {
            System.out.println("打印！");
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                TestA a = new TestA();
                list.add(a);
                System.out.println("打印！" + i + "---" + a);
            }
        }
    
    
    }

上面TestA对象创建出来后，一直被集合对象持有，不能回收！  
如果后面设置：TestB.list=null;//之前集合对象的对象又出于可以回收状态了。

### 6.JVM中的堆和栈 ###

从Java的这种分配机制来看,堆栈又可以这样理解:栈(Stack)是操作系统在建立某个进程时或者线程(在支持多线程的操作系统中是线程)为这个线程建立的存储区域，该区域具有先进后出的特性。

# 栈堆内存总结 #

别人问你，对栈堆的理解，你可以这样说：  
（程序所有对象/数据都是保存在内存中，）程序内存分为栈内存和堆内存。  
一些基本类型的变量和对象的引用变量都是在栈内存中分配。  
堆内存用于存放由new创建的对象和数组。  
创建出来的数组和对象在没有引用变量（栈地址）指向它的时候，才变成垃圾，不能再被系统使用，但是仍然占着内存，在随后的一个不确定的时间被垃圾回收器释放掉。这个也是java比较占内存的主要原因，实际上，栈中的变量指向堆内存中的变量，这就是Java中的指针!

本文说了很多栈堆的知识，还有一些东西不知道怎么描述出来，也许会有一些描述得不合理，特别是栈堆和java虚拟机这块理解还不熟。其他的一些知识，或本文有不准确的地方也欢迎大家各抒己见。

# 共勉：做事不要畏缩，勇往直前，要么君临天下，要么东山再起。 #