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JAVA内存管理-创新互联

被问到有关Java内存管理的知识,所以要搜集整理一下了。开始之前,我们要明白一点,我们所使用的变量就是一块一块的内存空间!!

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一、内存管理原理:

在java中,有java程序、虚拟机、操作系统三个层次,其中java程序与虚拟机交互,而虚拟机与操作系统间交互!这就保证了java程序的平台无关性!下面我们从程序运行前,程序运行中、程序运行内存溢出三个阶段来说一下内存管理原理!1、程序运行前:JVM向操作系统请求一定的内存空间,称为初始内存空间!程序执行过程中所需的内存都是由java虚拟机从这片内存空间中划分的。2、程序运行中:java程序一直向java虚拟机申请内存,当程序所需要的内存空间超出初始内存空间时,java虚拟机会再次向操作系统申请更多的内存供程序使用!3、内存溢出:程序接着运行,当java虚拟机已申请的内存达到了规定的大内存空间,但程序还需要更多的内存,这时会出现内存溢出的错误!至此可以看出,Java 程序所使用的内存是由 Java 虚拟机进行管理、分配的。Java 虚拟机规定了 Java 程序的初始内存空间和大内存空间,开发者只需要关心 Java 虚拟机是如何管理内存空间的,而不用关心某一种操作系统是如何管理内存的。     二、 RUNTIME 类的使用:  Java 给我们提供了Runtime 类得到JVM 内存的信息
 方法名称 参数作用返回值
 getRuntime 无 获取 Runtime 对象 Runtime 对象
 totalMemory 无 获取 JVM 分配给程序的内存数量 long:内存数量
 freeMemory 无 获取 当前可用的内存数量 long:内存数量
 maxMemory 无 获取 JVM 可以申请到的大内存数量 long:内存数量
     三、内存空间逻辑划分:  JVM 会把申请的内存从逻辑上划分为三个区域,即:方法区、堆与栈。 方法区:方法区默认大容量为64M,Java虚拟机会将加载的java类存入方法区,保存类的结构(属性与方法),类静态成员等内容。堆:默认大容量为64M,堆存放对象持有的数据,同时保持对原类的引用。可以简单的理解为对象属性的值保存在堆中,对象调用的方法保存在方法区。:栈默认大容量为1M,在程序运行时,每当遇到方法调用时,Java虚拟机就会在栈中划分一块内存称为栈帧(Stack frame),栈帧中的内存供局部变量(包括基本类型与引用类型)使用,当方法调用结束后,Java虚拟机会收回此栈帧占用的内存。   四、java数据类型    1、基本数据类型:没封装指针的变量。声明此类型变量,只会在栈中分配一块内存空间。 2、引用类型:就是底层封装指针的数据类型。他们在内存中分配两块空间,第一块内存分配在栈中,只存放别的内存地址,不存放具体数值,我们也把它叫指针类型的变量,第二块内存分配在堆中,存放的是具体数值,如对象属性值等。  3、下面我们从一个例子来看一看:
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("云鹤");  

int a = 10; 

char b = 'm'; 

    s.stuId= "6363"; 

    s.stuName= "刘德华"; 

    s.stuAge= 25; 

  } 

}

(1)类当然是存放在方法区里面的。

(2)Student s = new Student(); 这行代码就创建了两块内存空间,第一个在栈中,名字叫s,它就相当于指针类型的变量,我们看到它并不存放学生的姓名、年龄等具体的数值,而是存放堆中第二块内存的地址,第二块才存放具体的数值,如学生的编号、姓名、年龄等信息。  (3)int a = 10; 这是 基本数据类型 变量,具体的值就存放在栈中,并没有只指针的概念!   下图就是本例的内存布置图:   此外我们还要知道Student s = new Student(); 包括了声明和创建,即:声明:Student s;创建:s = new Student();其中声明只是在栈中声明一个空间,但还没有具体的值,声明后的情况如下图所示: 创建后的情况如下图所示:     (4)引用类型中的数组也封装了指针,即便是基本数据类型的数组也封装了指针,数组也是引用类型。比如代码int[] arr = new int[]{3, 6, 12, 9, 66, 31};如下图所示:  五、java值传参与引用传参   (1)参数根据调用后的效果不同,即是否改变参数的原始数值,又可以分为两种:按值传递的参数按引用传递的参数。 按值传递的参数原始数值不改变,按引用传递的参数原始数值改变!这是为什么呢?其实相当简单: 我们知道基本数据类型的变量存放在栈里面,变量名处存放的就是变量的值,那么当基本数据类型的变量作为参数时,传递的就是这个值,只是把变量的值传递了过去,不管对这个值如何操作,都不会改变变量的原始值。而对引用数据类型的变量来说,变量名处存放的地址,所以引用数据类型的变量作为传参时,传递的实际上是地址,对地址处的内容进行操作,当然会改变变量的值了! 正常情况下,我们用数组测试TestArray类如下:
public class TestArray { 

void change(int[] arr) { 

for(int i=0;i

输出结果如下:

方法调用前:
1234
方法体内修改值后:
1000210004
方法调用后:
1000210004

数组实际上也是引用类型,在调用函数的过程中改变了其值。

 (2)特例:String

 
public class TestString { 

void change(String str) { 

            str= "吴奇隆"; 

            System.out.println("方法体内修改值后:" + str); 
    
      }

public static void main(String[] args) { 


    String name= "歌星"; 

    TestString testString= new TestString(); 

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

  } 

结果:

方法调用前:歌星
方法体内修改值后:吴奇隆
方法调用后:歌星

分析:

上例中,虽然参数String 是引用数据类型,但其值没有发生改变,这是因为String 类是final 的,它是定长,不允许对其进行改变,而StringBuffer(多线程下使用性能优)和StringBuilder(单线程下面使用性能优)是可以改变的。如果这里用StringBuffer和SringBuiler替代,结果和Array的使用一样,中间结果会被改变。 我们看初始情况,即String name = "歌星";这行代码运行 完,如下图:      当调用方法时testString.change(name),内存变化为:       在方法体内,参数str赋予一个新值,str = "吴奇隆"。因为"吴奇隆"这个String是定长,系统就会在堆中分配一块新的内存空间37DF,这样str指向了新的内存空间37DF,而name还是指向36DF, 37DF的改变对它已没影响:     最后,方法调用结束,str与37DF的内存空间消亡。Name的值依然为歌星,并没有改变。 所以String虽然是引用类型参数,但值依然不变:      (3)无法交换的例子:  
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= "张信哲"; 

    z.stuAge= 40; 

     

    Student r= new Student(); 

    r.stuName= "任贤齐"; 

    r.stuAge= 30; 

    System.out.println("交换前z:	"+z.stuName+"	"+z.stuAge); 
    System.out.println("交换前r:	"+r.stuName+"	"+r.stuAge); 

    TestChange testChange= new TestChange(); 

    testChange.change(z, r);      

    System.out.println("交换后z:	"+z.stuName+"	"+z.stuAge); 
    System.out.println("交换后r:	"+r.stuName+"	"+r.stuAge); 

  } 
  
}

运行结果:

交换前z:    张信哲  40
交换前r:    任贤齐30
交换后z:    张信哲41
交换后r:    任贤齐31

 


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