Java 堆和栈答案

【问题标题】：Java heap & stackJava 堆和栈
【发布时间】：2012-02-06 23:06:27
【问题描述】：

我想再次学习 Java，因为几年前我离开了它。读了一本书，我在理解 Java 如何在堆和堆栈中分配内存时遇到了问题。

这是我所理解的——我会尝试用例子来谈论它。

class TestA {
    int a;

    void methodA(int b) {
        a = b;
    }

    int getA() {
        return a;
    }
}

这是一个展示不同情况的示例类。这是我的主要内容：

int b = 3;

TestA obj = new TestA();
obj.methodA(b);
obj.getA();

那么会发生什么？

##开始

STACK - 为 main 函数占用一些内存

堆 - 空

## int b = 3

STACK - [为 main 函数占用一些内存 -> 这里我们有 b]

堆 - [空]

## TestA obj = new TestA()

STACK - [为 main 函数占用一些内存 -> 这里我们有 b 和对 TestA 的引用]

HEAP - [为 int a 占用一些内存]

## obj.methodA(b);

STACK - [为 main 函数占用一些内存 -> 这里我们有 b 和对 TestA 的引用]

HEAP - [为 int a 占用一些内存] AND [为方法 A 占用另一个内存]

##执行方法A(int b)

STACK - [为 main 函数占用一些内存 -> 这里我们有 b 和对 TestA 的引用] AND [为 methodA() 占用内存 -> 这里我们在这个函数中使用了 b]

HEAP - [为 int a 占用一些内存] AND [为方法 A 占用另一个内存]

我们有：

堆中的对象和实例字段（原始或非原始）
堆栈中的函数和范围值

对吗？

【问题讨论】：

所有对象都分配在堆上。基元以及对对象的引用都在堆栈中。
您还可以跟踪堆内存使用情况，以便通过实验确认/否定您的理论。
看起来可行。但是我已经从事 Java 13 年了，我真的很想知道你为什么关心它。拥有垃圾收集器会使您无法专注于此。
@BrianRoach：并非所有原语都在堆栈上。只有原语是函数中的变量。实例（或类）的原始数据成员是堆上实例（或类）内存结构的一部分。
@Snicolas：确实，Java、C#、JavaScript 等的乐趣之一。人。是我们几乎从来不用关心这个。只有在调整 JVM 时才是真正的。

标签： java heap-memory stack-memory

【解决方案1】：

默认情况下，所有对象都分配在堆上。但是，有编译器优化允许在堆栈上分配对象（或避免一起分配）。尤其是逃逸分析在 java 6 中允许这样做。

【讨论】：

【解决方案2】：

首先，请记住，堆中还将包含您的类（以及其他几个）的 Class 实例。

回复：

## TestA obj = new TestA()

STACK - [为 main 函数占用一些内存 -> 这里我们有 b 和对 TestA 的引用]

HEAP - [为 int a 占用一些内存]

a 将在堆中，而不是在堆栈中，作为分配给TestA 实例的内存的一部分。 b 和 obj 在堆栈上，在进入 main 时分配（呃，我认为那是发生的时候；可能是 JVM 在遇到程序流，但我们正在进入 JVM 的内部）。堆还包含TestA 的实例。（请记住，变量obj 与它指向的[TestA 的实例] 完全不同；每一个都占用内存。）

还请记住，堆栈将包含函数调用的返回地址。比如main调用methodA时，methodA返回时JVM应该返回的地址也在栈上。

还将分配各种堆栈结构用于异常处理。

以上内容主要是理论上的，请注意。欢迎 JVM 进行优化，他们确实这样做了（HotSpot 是一个彻底优化的 JVM）。 @Voo 指出，例如，如果 JVM 检测到可以将对象放入堆栈（例如，当对象实例仅在方法中使用并且 JVM 的字节码分析表明不可能当方法退出时成为一个突出的引用）。

【讨论】：

嗯，所以当我声明一个对象时，它会为方法占用内存吗？是不是在我进入方法的时候需要的（所以当我在obj.methodA(b);的时候）？
@MarcoPace：假设你有一个方法，它包含这一行：Foo f = new Foo();。那里发生了两件截然不同的事情：Foo f; 和 f = new Foo();。第一个是堆栈分配；它在进入方法时发生（至少，我相信它会发生；它可能仅在程序流中遇到Foo f 时发生，但我们正在进入 JVM 的内部）。第二个是堆分配，它发生在执行那行代码时。
@MarcoPace：注意 Voo 关于 JVM 优化的观点，我已经更新了答案以提及它。
@TJ 假设我们谈论的是带有堆栈指针的常用寄存器机器：函数所需的最大空间量在方法入口处分配，不相同为所有堆栈变量的总和。如果几个变量的生存时间不重叠，JIT 可以共享它们的空间。 Afaik 字节码本身指定了变量的完整大小（并且解释器不进行共享优化），因为它使调试变得更加困难。
@Voo：很好。我添加了一个关于 JVM 优化的后记，因为它们（好吧，无论如何，HotSpot；我唯一有实际经验的）这些天做了非常酷的事情。

【解决方案3】：

尽管 Java 被指定为堆栈机器，但实际上并没有以这种方式实现，因此在真正的 JVM 中，堆栈的大小仅在退出或进入方法时发生变化。

堆永远不会是空的——它包括像Object.class 这样的对象，这些对象在main 启动之前由引导类加载器实例化。

像new ClassName(...) 这样的所有操作都在堆中分配空间*，所有变量声明（int x、Object ref）都指定在进入封闭函数时应在堆栈上留出空间**。

* - 请参阅 https://stackoverflow.com/a/8690592/20394
中有关优化的警告 ** - 再次优化可能会导致堆栈槽被共享。

【讨论】：