Java程序内存的简单分析

Posted 2020-08-12

这篇文章将简单的说明下当我们运行Java程序时JVM（Java虚拟机）的内存分配情况。

首先我们先来感观的认识下几个名词：

1、栈，一般来说，基本数据类型直接在栈中分配空间，局部变量（在方法代码段中定义的变量）也在栈中直接分配空间，当局部变量所在方法执行完成之后该空间便立刻被JVM回收，还有一种是引用数据类型，即我们通常所说的需要用关键字new创建出来的对象所对应的引用也是在栈空间中，此时，JVM在栈空间中给对象引用分配了一个地址空间（相当于一个门牌号，通过这个门牌号就可以找到你家），在堆空间中给该引用的对象分配一个空间，栈空间中的地址引用指向了堆空间中的对象区（通过门牌号找住址）；

2、堆，一般用来存放用关键字new出来的数据。

接下来我们再通过一段程序来直观感受下程序运行时JVM的内存情况，

 1 package demo;
 2 
 3 public class Student {
 4     private String name;
 5     private int age;
 6 
 7     public void study() {
 8         System.out.println("I love study!");
 9     }
10 
11     public String getName() {
12         return name;
13     }
14 
15     public void setName(String name) {
16         this.name = name;
17     }
18 
19     public int getAge() {
20         return age;
21     }
22 
23     public void setAge(int age) {
24         this.age = age;
25     }
26 }

 1 package demo;
 2 
 3 public class StudentDemo {
 4     public static void main(String[] args) {
 5         Student student = new Student();
 6 
 7         System.out.println(student.getName() + ":" + student.getAge());
 8         student.setName("John");
 9         student.setAge(23);
10         System.out.println(student.getName() + ":" + student.getAge());
11         
12         student.study();
13         
14         Student student2 = student;
15         student2.setName("Jack");
16         student2.setAge(25);
17         System.out.println(student2.getName() + ":" + student2.getAge());
18         System.out.println(student.getName() + ":" + student.getAge());
19     }
20 }

当我们运行程序时，JVM会把Student类与StudentDemo类编译完然后加载到JVM中一个叫方法区的地方，类的成员变量与成员方法也被加载到方法区中，此时内存模型如下

可以看到study方法右边各有一个16进制的标记，而name与age变量没有，这是因为每个对象都有各自的成员变量，而类中的成员方法却可以被每个对象所共用，为了节省内存空间，JVM为方法分配了该标记（也叫内存地址）便于每个new出来的对象查找调用，接着JVM会自动寻找main方法，在栈中为main方法申请一个空间，这个过程也叫入栈，然后执行我们Student类中第5行代码，这时候，JVM在堆空间中分配一块内存给Student对象，并为其分配一个内存地址（如果对象的成员变量没有赋值，则JVM会为变量赋初始值），在栈中分配一块内存空间用于指向堆空间中的Student对象区的内存地址，此时内存模型如下

接着看代码第8行与第9行，程序为student对象的成员变量赋值，JVM会根据student所指向的地址在堆内存中寻找Student类的变量，并为变量赋新的值

第12行，这时student对象调用study方法，JVM在栈空间中为study方法申请了一块内存空间

study方法执行完后，立即释放栈空间，代码第14行，student2对象的引用指向了student所指向的地址

代码15与16行，为student2的变量赋值，由于student2与student指向了同一个地方，所以这时student对象中变量的值也被改变

到这，main方法中所有代码执行完毕，main方法所占用的栈空间也被回收，而堆空间等待GC回收

代码执行结果如下：

null:0
John:23
I love study!
Jack:25
Jack:25

写的较为简单，仅作为知识记录，欢迎指正！