堆内存和栈内存

发表于 | 更新于 | 分类于 ， | 阅读次数：
本文字数： 1.6k | 阅读时长 ≈ 1 分钟

在Java中，您会看到大量关于堆内存和栈内存的引用，Java把内存分成两种，一种叫做栈内存，一种叫做堆内存。

Java 堆内存(Heap Memory)

Java运行时会在堆内存中将内存分配给对象和子类。每当我们创建任何对象时，它总是在堆空间中创建的。

垃圾收集在堆内存上运行，以释放没有任何引用的对象使用的内存。堆空间中创建的任何对象都具有全局访问权限，可以从应用程序的任何位置引用。

Java 栈内存(Stack Memory)

Java栈内存用于执行线程。它们包含短期存活的方法的特定值，以及堆中方法对其他对象的引用。

栈内存总是按后进先出顺序引用。每当调用一个方法时，都会在栈内存中创建一个新块，以便该方法保存本地基元值以及该方法对其他对象的引用。

一旦方法结束，该块就不再使用，就可用于下一个方法。与堆内存相比，栈内存非常小。

Java 程序中的堆内存和栈内存

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
public class Memory {
    public static void main(String[] args) { // Line 1
        int i = 1; // Line 2
        Object obj = new Object(); // Line 3
        Memory mem = new Memory(); // Line 4
        mem.foo(obj); // Line 5
    } // Line 9

    private void foo(Object param) { // Line 6
        String str = param.toString(); //// Line 7
        System.out.println(str);
    } // Line 8
}

下图展示了上述程序的堆栈内存的引用

img

程序执行的过程如下：

  • 一旦程序开始运行，它将会加载所有运行时类到堆内存，第1行发现了main方法，Java Runtime 创建了栈内存给main方法线程使用。
  • 第2行，我们创建了int型本地变量，它被创建并存储在栈内存的main方法里。
  • 第3行，我们创建一个对象，它创建在堆内存，栈内存保存它的引用。Memory 对象类似。
  • 第5行，我们调用foo方法，在栈内存头部创建一个内存块给foo方法使用，既然Java通过值传递，第6行，对象的新引用将在foo方法的栈内存块内创建。
  • 第7行，创建了字符串，它将会进入堆中的字符串常量池，foo方法的栈空间内将创建一个它的引用。
  • foo方法在第8行终止。栈中分配的内存块将会被释放。
  • 在第9行，main方法终止，分配给main方法的栈内存将会被销毁。同时，程序也在这一行结束，因此 Java Runtime将会释放所有内存，然后结束程序的执行。

堆内存和栈内存的区别

  1. 应用程序的所有地方都会使用堆内存，而只有线程的执行会使用栈内存。
  2. 当一个对象创建时，它存放在堆内存中，引用放在栈内存中。栈内存只包含本地原始变量和引用变量。
  3. 存放在堆内存的对象是全局的，而栈内存中的不能被其他线程获取。
  4. 栈中的内存管理是以后进先出的方式完成的，而堆内存中的内存管理更复杂，因为它是全局使用的。堆内存分为新生代、老年代等，更多信息可以参考Java 垃圾回收。
  5. 栈内存是短暂存在的，而堆内存从应用程序执行的开始到结束都是存在的。
  6. 我们可以使用-Xms和-Xmx来定义堆内存启动时的大小和内存最大值。可以使用-Xss去定义栈内存大小。
  7. 当栈内存被填满的时候，将会抛出 java.lang.StackOverFlowError，然而，当堆内存被填满的时候，它会抛出 java.lang.OutOfMemoryError: Java Heap Space 错误。
  8. 和堆内存大小相比，栈内存大小非常小。由于内存分配（LIFO）的简单性，与堆内存相比，栈内存非常快。