引言：Java 中的堆和棧 Java把內存劃分成兩種：一種是棧內存，一種是堆內存。至於「方法區」（靜態存儲區），可以理解為：主要存放靜態數據、全局 static 數據和常量。這塊內存在程序編譯時就已經分配好，並且在程序整個運行期間都存在。總的來說：堆和棧針對非靜態數據，而方法區針對靜態數據。

一、堆內存和棧內存

棧(stack)與堆(heap)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棧或堆。

·棧：

o簡單理解：堆棧（stack）是操作系統在建立某個進程或者線程（在支持多線程的操作系統中是線程）為這個線程建立的存儲區域，該區域具有先進後出的特性。

o特點：存取速度比堆要快，僅次於直接位於CPU中的寄存器。棧中的數據可以共享（意思是：棧中的數據可以被多個變數共同引用）。

o缺點：存在棧中的數據大小與生存期必須是確定的，缺乏靈活性。

o相關存放對象：①一些基本類型的變數（,int, short, long, byte, float, double, boolean, char）和對象句柄【例如：在函數中定義的一些基本類型的變數和對象的引用變數】。②方法的形參 直接在棧空間分配，當方法調用完成後從棧空間回收。

o特殊：①方法的引用參數，在棧空間分配一個地址空間，並指向堆空間的對象區，當方法調用完成後從棧空間回收。②局部變數new出來之後，在棧控制項和堆空間中分配空間，當局部變數生命周期結束后，它的棧空間立刻被回收，它的堆空間等待GC回收。

·堆：

o簡單理解：每個Java應用都唯一對應一個JVM實例，每一個JVM實例唯一對應一個堆。應用程序在運行中所創建的所有類實例或者數組都放在這個堆中，並由應用所有的線程共享。Java中分配堆內存是自動初始化的，Java中所有對象的存儲控制項都是在堆中分配的，但這些對象的引用則是在棧中分配，也就是一般在建立一個對象時，堆和棧都會分配內存。

o特點：可以動態地分配內存大小、比較靈活，生存期也不必事先告訴編譯器，Java的垃圾收集器會自動收走這些不再使用的數據。在堆中分配的內存，由Java虛擬機的自動垃圾回收器來管理。

o缺點：由於要在運行時動態分配內存，存取速度較慢。

o主要存放：①由new創建的對象和數組 ；②this

o特殊：引用數據類型（需要用new來創建），既在棧控制項分配一個地址空間，又在堆空間分配對象的類變數。

補充：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數，讓棧中這個變數的取值等於數組或對象在堆內存中的首地址，棧中的這個變數就成了數組或對象的引用變數。

引用變數就相當於是為數組或對象起的一個名稱，以後就可以在程序中使用棧中的引用變數來訪問堆中的數組或對象。

引用變數是普通變數，定義時在棧中分配內存，引用變數在程序運行到作用域外釋放。而數組＆對象本身在堆中分配，即使程序運行到使用new產生數組和對象的語句所在地代碼塊之外，數組和對象本身佔用的堆內存也不會被釋放，<u>數組和對象在沒有引用變數指向它的時候，才變成垃圾，不能再被使用，但是仍然占著內存，在隨後的一個不確定的時間被垃圾回收器釋放掉。這個也是java比較占內存的主要原因</u>。

這裡可以理解為：

String s1 = new String("abc");

這裡面："abc"表示棧中的一個存儲空間中的一個數據，new String("abc")表示存在於堆中的一個對象，這個對象的值為『abc』，String s1則表示棧中定義的一個取了new String("abc")在堆中的首地址的一個特殊變數，也就是：s1成了引用變數，相當於一個別名。

二、Java數據存儲和JVM內存分區

·<u>在JAVA中，有六個不同的地方可以存儲數據：</u>

1.寄存器（register）。這是最快的存儲區，因為它位於不同於其他存儲區的地方——處理器內部。但是寄存器的數量極其有限，所以寄存器由編譯器根據需求進行分配。你不能直接控制，也不能在程序中感覺到寄存器存在的任何跡象。

2.堆棧（stack）。位於通用RAM中，但通過它的「堆棧指針」可以從處理器哪裡獲得支持。堆棧指針若向下移動，則分配新的內存；若向上移動，則釋放那些內存。這是一種快速有效的分配存儲方法，僅次於寄存器。創建程序時候，JAVA編譯器必須知道存儲在堆棧內所有數據的確切大小和生命周期，因為它必須生成相應的代碼，以便上下移動堆棧指針。這一約束限制了程序的靈活性，所以雖然某些Java數據存儲在堆棧中——特別是對象引用，但是JAVA對象不存儲其中。

3.堆（heap）。一種通用性的內存池（也存在於RAM中），用於存放所以的JAVA對象。堆不同於堆棧的好處是：編譯器不需要知道要從堆里分配多少存儲區域，也不必知道存儲的數據在堆里存活多長時間。因此，在堆里分配存儲有很大的靈活性。當你需要創建一個對象的時候

，只需要new寫一行簡單的代碼，當執行這行代碼時，會自動在堆里進行存儲分配。當然，為這種靈活性必須要付出相應的代碼。用堆進行存儲分配比用堆棧進行存儲存儲需要更多的時間。

4.靜態存儲（static storage）。這裡的「靜態」是指「在固定的位置」。靜態存儲里存放程序運行時一直存在的數據。你可用關鍵字static來標識一個對象的特定元素是靜態的，但JAVA對象本身從來不會存放在靜態存儲空間里。

5.常量存儲（constant storage）。常量值通常直接存放在程序代碼內部，這樣做是安全的，因為它們永遠不會被改變。有時，在嵌入式系統中，常量本身會和其他部分分割離開，所以在這種情況下，可以選擇將其放在ROM中 。

6.非RAM存儲。如果數據完全存活於程序之外，那麼它可以不受程序的任何控制，在程序沒有運行時也可以存在。

就速度來說，有如下關係：

寄存器 < 堆棧 < 堆 < 其他

·<u>JVM的內存分區：</u>

JVM的分區可分為三個：堆（heap）、棧（stack）和方法區（method）

1.堆區：

o存儲的全是對象，每個對象都包含一個與之對應的class信息（我們常說的類類型，Clazz.getClass()等方式獲取），class目的是得到操作指令。

oJVM只有一個堆區（heap）被所有線程共享，堆中不存放基本類型和對象引用，只存放對象本身。【這裡的『對象』，就不包括基本數據類型】

4.棧區：

o每個線程包含自己的一個棧區，棧中只保存基本數據類型的對象和自定義對象的引用。

o每個棧中的數據（基本類型和對象引用）都是私有的，其他棧不可訪問。

o棧 = 基本類型變數區 + 執行環境上下文 + 操作指令區（存放操作指令）

8.方法區【這個可能比較陌生】

o又稱為『靜態區』，和堆一樣，被所有的線程共享。

o方法區包含所有的class和static變數。

補充：大家也許聽說過「數據區」或者「運行時數據區」這個名詞，這裡，我們說JVM是驅動Java程序運行的基礎，而它有三個分區：堆、棧、方法區，實際上，JVM的三個方法區就是包含於 JVM的運行時數據區中的三大塊。於是，「數據區」與上述的分區的關係就明朗了。

三、Java的兩種數據類型：

1.基本類型(primitive types), 共有8種，即int, short, long, byte, float, double, boolean, char(注意，

並沒有string的基本類型)。這種類型的定義是通過諸如int a = 3; long b = 255L;的形式來定義的，稱為自動變數。【自動變數存的是字面值，不是類的實例（即不是類的引用），這裡並沒有類的存在，如int a=3;
這裡a只是指向int類型（不是類）的引用，指向字面值3，此時，由於這些字面值的數據大小可知並且生存期可知（他們在程序內某個固定代碼塊中，代碼塊退出，他們就消失），為了追求速度，於是存在棧中】

2.包裝類，如Integer, String, Double等將相應的基本數據類型包裝起來的類。這些類數據全部存在於堆中，Java用new()語句來顯式地告訴編譯器，在運行時才根據需要動態創建，因此比較靈活，但缺點是要佔用更多的時間。

視頻資料鏈接：

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