系统运维系列 之堆栈理解（java应用）

Posted 2021-08-29 琅晓琳

1 概述
java虚拟机内存分为：堆（heap）、栈（stack）、方法区（method area）等，整体来说：
堆：new出来的数组或者对象；
栈：存储局部变量；
方法区：代码区；
寄存器：给CPU使用。

2 详细介绍
堆：存放创建好的对象和数组（数组也是对象，new出来的对象存放在堆中），JVM中只有一个堆空间，它被所有线程共享；堆是一个不连续的内存空间，分配灵活，速度慢；
栈：方法执行的内存模型（属于线程私有，不属于线程共享），先进后出，后进先出，栈存储局部变量。栈由系统自动分配，速度快，栈是一个连续的内存空间；
方法区：（静态区），jvm只有一个方法区，被所有线程所共享，方法区其实也是堆，只是用于存储 类、常量相关的信息。

3 static、final修饰符、内部类和Java内存分配
static修饰符：static修饰符能够与属性、方法和内部类一起使用，表示静态的。类中的静态变量和静态方法能够与类名一起使用，不需要创建一个类的对象来访问该类的静态成员，所以，static修饰的变量又称作“类变量”。一个类中，一个static变量只会有一个内存空间，虽然有多个类实例，但这些类实例中的这个static变量会共享同一个内存空间；
final修饰符：在Java声明类、属性和方法时，可以使用关键字final来修饰，final所标记的成分具有终态的特征，final标记的类不能被继承，final标记的变量（成员变量或局部变量）即成为常量，只能赋值一次，final一般用于标记那些通用性的功能、实现方式或取值不能随意被改变的成分；
内部类：内部类可以体现逻辑上的从属关系，同时对于其它类可以控制内部类对外不可见等，内部类可以直接访问外部类的成员，可以用此实现多继承。

4 生命周期管理
栈中的数据大小和生命周期是可以确定的，当没有引用指向数据时，这个数据就会消失；
堆中的对象的由垃圾回收器负责回收，因此大小和生命周期不需要确定，具有很大的灵活性。

5 举例
字符串：其对象的引用都是存储在栈中的，如果是编译期已经创建好(直接用双引号定义的)的就存储在常量池中，如果是运行期（new出来的）才能确定的就存储在堆中。对于equals相等的字符串，在常量池中永远只有一份，在堆中有多份。

//s1~s3均指向常量区，只有一份
String s1 = "AAA";  
String s2 = "AAA";  
String s3 = "AAA";  
//s4~s6是new出来的，存在堆区，有三份，常量池中只有一份
String s4 = new String("AAA");  
String s5 = new String("AAA");  
String s6 = new String("AAA");  

基础类型的变量和常量：变量和引用存储在栈中，常量存储在常量池中。
成员变量和局部变量：成员变量就是方法外部，类的内部定义的变量；局部变量就是方法或语句块内部定义的变量。局部变量必须初始化，局部变量的数据存在于栈内存中，栈内存中的局部变量随着方法的消失而消失。成员变量存储在堆中的对象里面，由垃圾回收器负责回收。

6 在JVM栈这个数据区可能会发生抛出两种错误
StackOverflowError 出现在栈内存设置成固定值的时候，当程序执行需要的栈内存超过设定的固定值会抛出这个错误；
OutOfMemoryError 出现在栈内存设置成动态增长的时候，当JVM尝试申请的内存大小超过了其可用内存时会抛出这个错误。

7 总结

参考资料：
https://blog.csdn.net/dyy0920/article/details/83654083 java中的堆栈
https://www.cnblogs.com/ffaiss/p/10681734.html java中堆栈(stack)和堆(heap)
https://blog.csdn.net/cx1110162/article/details/89705881 JAVA堆栈
https://www.zhihu.com/question/29833675 Java虚拟机的堆、栈、堆栈如何去理解？