淺析Java語言的堆棧及常量池
Java語言中堆、棧和常量池分別是什么?Java語言主要將內部存儲劃分為以下幾個區域:
1. 寄存器:最快的存儲區,由編譯器根據需求進行分配,我們在程序中無法控制。
2. 棧:存放基本類型的變量數據和對象的引用,但對象本身不存放在棧中,而是存放在堆(new 出來的對象)或者常量池中(字符串常量對象存放在常量池中)。
3. 堆:存放所有new出來的對象。
4. 靜態域:存放靜態成員(static定義的)。
5. 常量池:存放字符串常量和基本類型常量。
這里我們主要關心棧,堆和常量池。棧和常量池中的對象可以共享,堆中的對象不可以共享。棧中的數據大小和生命周期是可以確定的,當沒有引用指向數據時,這個數據就會消失。堆中的對象的由垃圾回收器負責回收,因此大小和生命周期不需要確定,具有很大的靈活性。
對于字符串:其對象的引用都是存儲在棧中的,如果是編譯期已經創建好(直接用雙引號""定義的)的就存儲在常量池中,如果是運行期才能確定的(new出來的`)就存儲在堆中。用equals()方法判定相等的字符串,在常量池中永遠只有一份,在堆中有多份。如以下代碼:
String s1 = "china";
String s2 = "china";
String s3 = "china";
String ss1 = new String("china");
String ss2 = new String("china");
String ss3 = new String("china");
這里解釋一下黃色這3個箭頭,對于通過new產生一個字符串(假設為"china")時,會先去常量池中查找是否已經有了"china"對象,如果沒有則在常量池中創建一個此字符串對象,然后堆中再創建一個常量池中此"china"對象的拷貝對象。這也就是有道面試題:String s = new String("xyz");產生幾個對象?答案是一個或兩個,如果常量池中原來沒有"xyz",就是兩個。
對于基本類型的變量和常量:變量和引用存儲在棧中,常量存儲在常量池中。如以下代碼:
public static final int INT1 = 9;
public static final int INT2 = 9;
public static final int INT3 = 9;
int i1 = 9;
int i2 = 9;
int i3 = 9;
public static final int INT1 = 9;
public static final int INT2 = 9;
public static final int INT3 = 9;
對于成員變量和局部變量:成員變量就是方法外部,類的內部定義的變量;局部變量就是方法或語句塊內部定義的變量。局部變量必須初始化。形式參數是局部變量,局部變量的數據存在于棧內存中。棧內存中的局部變量隨著方法的消失而消失。
成員變量存儲在堆中的對象里面,由垃圾回收器負責回收。如以下代碼:
class BirthDate {
private int day;
private int month;
private int year;
public BirthDate(int d, int m, int y) {
day = d;
month = m;
year = y;
}
//省略get,set方法………
}
public class Test{
public static void main(String args[]){
int date = 9;
Test test = new Test();
test.change(date);
BirthDate d1= new BirthDate(7, 7, 1970);
}
public void change1(int i){
i = 1234;
}
}
對于以上這段代碼,date為局部變量,i,d,m,y都是形參為局部變量,day,month,year為成員變量。下面分析一下代碼執行時候的變化:
1. main方法開始執行:int date = 9;
date局部變量,基本類型,引用和值都存在棧中。
2. Test test = new Test();
test為對象引用,存在棧中,對象(new Test())存在堆中。
3. test.change(date);
i為局部變量,引用和值存在棧中。當方法change執行完成后,i就會從棧中消失。
4. BirthDate d1= new BirthDate(7, 7, 1970);
d1為對象引用,存在棧中,對象(new BirthDate())存在堆中,其中d,m,y為局部變量存儲在棧中,且它們的類型為基本類型,因此它們的數據也存儲在棧中。day,month,year為成員變量,它們存儲在堆中(new BirthDate()里面)。當BirthDate構造方法執行完之后,d,m,y將從棧中消失。
5. main方法執行完之后,date變量,test,d1引用將從棧中消失,new Test(),new BirthDate()將等待垃圾回收。
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