「堆java图」堆java实现

博主：adminadmin 2022-12-01 19:26:09 45

本篇文章给大家谈谈堆java图，以及堆java实现对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。

本文目录一览：

java堆和栈的区别图解

在函数中定义的一些基本类型的变量和对象的引用变量都在函数的栈内存中分配。

当在一段代码块定义一个变量时，Java就在栈中为这个变量分配内存空间，当超过变量的作用域后，Java会自动释放掉为该变量所分配的内存空间，该内存空间可以立即被另作他用。

堆内存用来存放由new创建的对象和数组。

在堆中分配的内存，由Java虚拟机的自动垃圾回收器来管理。

在堆中产生了一个数组或对象后，还可以在栈中定义一个特殊的变量，让栈中这个变量的取值等于数组或对象在堆内存中的首地址，栈中的这个变量就成了数组或对象的引用变量。

引用变量就相当于是为数组或对象起的一个名称，以后就可以在程序中使用栈中的引用变量来访问堆中的数组或对象。

java中变量在内存中的分配

1、类变量（static修饰的变量）：在程序加载时系统就为它在堆中开辟了内存，堆中的内存地址存放于栈以便于高速访问。静态变量的生命周期--一直持续到整个"系统"关闭

2、实例变量：当你使用java关键字new的时候，系统在堆中开辟并不一定是连续的空间分配给变量（比如说类实例），然后根据零散的堆内存地址，通过哈希算法换算为一长串数字以表征这个变量在堆中的"物理位置"。 实例变量的生命周期--当实例变量的引用丢失后，将被GC（垃圾回收器）列入可回收“名单”中，但并不是马上就释放堆中内存

3、局部变量：局部变量，由声明在某方法，或某代码段里（比如for循环），执行到它的时候在栈中开辟内存，当局部变量一但脱离作用域，内存立即释放

附：java的内存机制

Java 把内存划分成两种：一种是栈内存，另一种是堆内存。在函数中定义的一些基本类型的变量和对象的引用变量都是在函数的栈内存中分配，当在一段代码块定义一个变量时，Java 就在栈中为这个变量分配内存空间，当超过变量的作用域后，Java 会自动释放掉为该变量分配的内存空间，该内存空间可以立即被另作它用。

堆内存用来存放由 new 创建的对象和数组，在堆中分配的内存，由 Java 虚拟机的自动垃圾回收器来管理。在堆中产生了一个数组或者对象之后，还可以在栈中定义一个特殊的变量，让栈中的这个变量的取值等于数组或对象在堆内存中的首地址，栈中的这个变量就成了数组或对

Java 中堆和栈有什么区别

堆和栈的区别：

一、堆栈空间分配区别：

1、栈（操作系统）：由操作系统自动分配释放 ，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈；

2、堆（操作系统）： 一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收，分配方式倒是类似于链表。

二、堆栈缓存方式区别：

1、栈使用的是一级缓存， 他们通常都是被调用时处于存储空间中，调用完毕立即释放；

2、堆是存放在二级缓存中，生命周期由虚拟机的垃圾回收算法来决定（并不是一旦成为孤儿对象就能被回收）。所以调用这些对象的速度要相对来得低一些。

三、堆栈数据结构区别：

堆（数据结构）：堆可以被看成是一棵树，如：堆排序；

栈（数据结构）：一种先进后出的数据结构。

Java堆的结构是什么样子的？什么是堆中的永久代

Java堆是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java堆是被所有线程所共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存储对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。这一点在Java虚拟机规范中描述是：The heap is the runntime data area from which memory for all class instances and arrays is allocated。也就是说是在Java堆上进行分配实例对象和数组的。

有一种说法是 使用 永久代 来实现方法区。具体可以参考 “深入理解Java虚拟机”中对于堆的介绍

Java 堆和栈到底要怎么理解

这要从操作系统里进程的内存结构说起了。。。

下图是linux 中一个进程的虚拟内存分布：

gt;

图中0号地址在最下边，越往上内存地址越大。

以32位地址操作系统为例，一个进程可拥有的虚拟内存地址范围为0-2^32。分为两部分，一部分留给kernel使用(kernel virtual memory)，剩下的是进程本身使用， 即图中的process virtual memory。

普通Java 程序使用的就是process virtual memory.

上图中最顶端的一部分内存叫做user stack. 这就是题目问的 stack. 中间有个 runtime heap。就是题目中的heap. 他们的名字和数据结构里的stack 和 heap 几乎每啥关系。

注意在上图中，stack 是向下生长的; heap是向上生长的。

当程序进行函数调用时，每个函数都在stack上有一个 call frame。

比如对于以下程序，

public void foo(){

//do something...

println("haha"); // === 在这儿设置breakpoint 1}public void bar(){

foo();}main(){

bar();

println("hahaha"); // === 在这儿设置 breakpoint 2}

当程序运行到breakponit1时，user stack 里会有三个frame

|

| main 函数的 frame

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

|

| bar 函数的 frame

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－=== %ebp

|

| foo 函数的 frame

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ ===%esp

其中 esp 和 ebp 都是寄存器。 esp 指向stack 的顶（因为stack 向下生长，esp会向下走）; ebp 指向当前frame的边界。

当程序继续执行到brekapoing 2的时候stack 大概是这样的:

Java堆中到底存放些什么？

当Java程序创建一个类的实例或者数组时，都在堆中为新的对象分配内存。虚拟机中只有一个堆，所有的线程都共享他。Java中所有的对象都存放在堆中，包括class对象和异常对象。 那么这些对象中有存放些什么呢？实例数据是肯定的，还有就是当通过对象访问类信息时就必须有一个指针将对象和方法区中的类信息关联起来，关联的方法有多种。一个可能的堆的设计是将堆分为两个部分：引用池和对象池。一个对象的引用就是指向引用池的本地指针。每一个引用池中的条目都包含两个部分：指向对象池中对 象数据的指针和方法区中对象类数据的指针。这种设计能够方便Java虚拟机堆碎片的整理。当虚拟机在对象池中移动一个对象的时候，只需要修改对应引用池中 的指针地址。但是每次访问对象的数据都需要处理两次指针。下图演示了这种堆的设计。 另一种堆的设计是：一个对象的引用就是一个指向一堆数据和指向相应对象的偏移指针。这种设计方便了对象的访问，可是对象的移动要变的异常复杂。下图演示了这种设计 无论虚拟机实现者使用哪一种设计，他都可能为每一个对象保存一个类似方法列表的信息。因为他可以提升对象方法调用的速度，对提升虚拟机的性能非常重要，但 是虚拟机的规范中比没有要求必须实现类似的数据结构。下图描述了这种结构。图中显示了一个对象引用相关联的所有的数据结构，包括： 1）、一个指向类型数据的指针 2）、一个对象的方法列表。方法列表是一个指向所有可能被调用对象方法的指针数组。方法数据包括三个部分：操作码堆栈的大小和方法堆栈的本地变量区；方法的字节码；异常列表。 除此之外，堆上的对象数据还有一种逻辑部分，那就是对象锁，这是一个互斥对象。虚拟机中的每个对象都有一个对象锁，它被用于协调多个线程访问同一个对象时的同步。只有当第一次需要加锁的时候才分配对应的锁数据，但这时虚拟机需要用某种间接方法来联系对象数据和对应的锁数据。这也是为什么很多对象在其整个生命周期内都没有被任何线程加锁。除了实现锁所需要的数据外，每个Java对象逻辑上还与实现等待集合（wait set）相关联。 最后一种数据类型-是与垃圾收集器有关的数据。垃圾收集器必须以某种方式跟踪程序引用的每个对象，这个任务不可避免的要附加一些数据给这些对象。

Java堆的结构是什么样子的？什么是堆中的永久代(Perm Gen space)?

JVM的堆是运行时数据区，所有类的实例和数组都是在堆上分配内存。它在JVM启动的时候被创建。对象所占的堆内存是由自动内存管理系统也就是垃圾收集器回收。

堆内存是由存活和死亡的对象组成的。存活的对象是应用可以访问的，不会被垃圾回收。死亡的对象是应用不可访问尚且还没有被垃圾收集器回收掉的对象。一直到垃圾收集器把这些对象回收掉之前，他们会一直占据堆内存空间。

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The End

发布于：2022-12-01，除非注明，否则均为首码项目网原创文章，转载请注明出处。

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