编程基础 堆、栈、常量池详解


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编程基础 堆、栈、常量池详解

1. Java中的数据储存

Java代码中,数据一般存储在下面这6个地方,其中最常见的面试重点就是堆栈以及常量池了,这也是需要着重学习和理解的知识点。

  1. 寄存器:最快的存储区, 由编译器根据需求进行分配,我们在程序中无法控制.

  2. 栈:存放基本类型的变量数据和对象的引用,但对象本身不存放在栈中,而是存放在堆(new 出来的对象)或者常量池中(字符串常量对象存放在常量池中。)

  3. 堆:存放所有new出来的对象。

  4. 静态域:存放静态成员(由static修饰)

  5. 常量池:存放字符串常量和基本类型常量(常量由public static final修饰)。

  6. 非RAM存储:硬盘等永久存储空间

这里我们主要关心栈,堆和常量池,下面通过一些例子来给大家详细分析一下。

2. 堆栈的特性

  • 首先我们要知道,对于栈和常量池中的对象是可以共享的,对于堆中的对象是不可以共享的。

  • 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。

3. 字符串在堆栈、常量池中的存储

对于字符串,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,在堆中可以有多份。

如以下代码:

1. String s1 = "china"; 
2. String s2 = "china"; 
3. String s3 = "china"; 
4. String ss1 = new String("china"); 
5. String ss2 = new String("china"); 
6. String ss3 = new String("china"); 

解释:黄色这3个箭头,对于通过new产生一个字符串时,会先去常量池中查找是否已经有了”china”对象,如果没有则在常量池中创建一个此字符串对象,然后堆中再创建一个常量池中此”china”对象的拷贝对象。

经典面试题:String s = new String(“xyz”);产生几个对象?一个或两个,如果常量池中原来没有”xyz”,就是两个。

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4. 基础类型的变量和常量在堆栈、常量池中的存储

对于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。

如以下代码:

1. int i1 = 9; 
2. int i2 = 9; 
3. int i3 = 9;  
4. public static final int INT1 = 9; 
5. public static final int INT2 = 9; 
6. public static final int INT3 = 9; 

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5. 成员变量和局部变量在堆栈、常量池中的存储

对于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。注意:局部变量必须初始化

形式参数是局部变量,局部变量的数据存于栈内存中,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。

如以下代码:

1. class BirthDate { 
2.   private int day; 
3.   private int month; 
4.   private int year;   
5.   public BirthDate(int d, int m, int y) { 
6.     day = d;  
7.     month = m;  
8.     year = y; 
9.   } 
10.   省略get,set方法……… 
11. } 
12.  
13. public class Test{ 
14.   public static void main(String args[]){ 
15.     int date = 9; 
16.     Test test = new Test();    
17.     test.change(date);  
18.     BirthDate d1= new BirthDate(7,7,1970);     
19.   }  
20.  
21.   public void change1(int i){ 
22.      i = 1234; 
23.   } 
24. }

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解释:对于以上这段代码,date为局部变量,i,d,m,y都是形参为局部变量,day,month,year为成员变量。下面分析一下代码执行时候的变化:

  1. main方法开始执行:int date = 9;

    date局部变量,基础类型,引用和值都存在栈中。

  2. Test test = new Test();

    test为对象引用,存在栈中,对象(new Test())存在堆中。

  3. test.change(date);

    i为局部变量,引用和值存在栈中。当方法change执行完成后,i就会从栈中消失。

  4. BirthDate d1= new BirthDate(7,7,1970);

    d1为对象引用,存在栈中,对象(new BirthDate())存在堆中,其中d,m,y为局部变量存储在栈中,且它们的类型为基础类型,因此它们的数据也存储在栈中。day,month,year为成员变量,它们存储在堆中(new BirthDate()里面)。当BirthDate构造方法执行完之后,d,m,y将从栈中消失。

  5. main方法执行完之后,date变量,test,d1引用将从栈中消失,new Test(),new BirthDate()将等待垃圾回收。


文章作者: 刘磊
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