Java內存管理-你真的理解Java中的數據類型嗎（十）

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勿在流沙築高臺，出來混早晚要還的。

做爲Java程序員，Java 的數據類型這個是必定要知道的！ 可是無論是那種數據類型最終存儲都要到內存中，本文由淺入深對數據類型進行介紹和講解，相信讀完本文你必定會有收穫的，會對Java數據類型有更深的瞭解和認識！

本文地圖

1、什麼是位、字節、字符、字符集

位（bit）：計算機內部存儲數據的最小單位，音譯爲比特，每一個二進制數字0或者1就是1個位！

字節（Byte）:計算機存儲容量（數據處理）的基本單位，音譯拜特，8個位構成一個字節；即：1 byte (字節)= 8 bit(位)。

一個字節可以存放的數字範圍用二進制表示爲000000000~11111111，也就是8個bit（比特），8個比特轉換爲無符號的10進制數字範圍是0~255，轉換爲有符號數據通常爲-128~127。

字節說明：對於存儲容量，咱們是比較熟悉的，計算機存儲容量大小以字節數來度量，1024進位制：

1024B=1K（千）B （1024個字節等於 1KB）
1024KB=1M（兆）B
1024MB=1G（吉）B
1024GB=1T（太）B
還有PB、EB、ZB、YB 、NB、DB等複製代碼

字符：字符是一種符號，同以上說的存儲單位不是一回事。指計算機中使用的字母、數字、字和符號，包括：一、二、三、A、B、C、~！·#￥%……—*（）——+等等。字符通常在不一樣的編碼（字符集）下面佔用的字節數不一樣！也即佔用存儲空間不一樣！

編碼：編碼就是一個編號(數字)到字符的一種映射關係（集合），常見的有 ASCII、ISO-8859-一、GB23十二、GBK、UTF-八、UTF-16 等。它們均可以被看做爲字典，它們規定了轉化的規則，按照這個規則就可讓計算機正確的表示咱們的字符。

# 簡單舉例舉例：
在 ASCII 編碼中，一個英文字母字符存儲須要1個字節。
在 GB 2312 編碼或 GBK 編碼中，一個漢字字符存儲須要2個字節。
在UTF-8編碼中，一個英文字母字符存儲須要1個字節，一個漢字字符儲存須要3到4個字節。
在UTF-16編碼中，一個英文字母字符或一個漢字字符存儲都須要2個字節（Unicode擴展區的一些漢字存儲須要4個字節）。
在UTF-32編碼中，世界上任何字符的存儲都須要4個字節。複製代碼

tips:

ASCII碼是最熟知字符編碼，編碼範圍爲0~255，屬於單字節編碼。ASCII碼編碼範圍過小了，Java爲了可以處理多字節語言編碼（好比中文、日文、韓文等）編碼範圍0x000000~0x10FFFF，採用國際組織制定的Unicode編碼集。

由於Unicode編碼並不是連續的，全部將Unicode轉換爲具體的數值格式是又有多種不一樣的轉換方式。稱爲Unicode Translation Format（UTF）。

簡單總結一下UTF-八、UTF-1六、UTF-32三種轉換方式，都是採用字節做爲編碼的基本單位！

轉換方式	特色	優勢	缺點
UTF-8	變長編碼，1-4字節	節省空間	轉換麻煩
UTF-16	固定編碼，2字節	轉換相對簡單	空間相對節省
UTF-32	固定編碼，4字節	轉換簡單	空間最浪費

目前使用UTF-8仍是比較多，節省空間仍是很大的優點！ 在說明一點Java虛擬機內部使用的UTF-16轉換方式，固定使用兩個字節，因此java中字符char 佔用 2個字節！

編碼這一塊的內容其實挺多，如需瞭解更多深刻細節，請自行查閱相關資料！

2、基本數據類型和引用數據類型

有學過C語言的夥伴知道在C語言中能夠聲明指針類型的變量，可是在Java語言中是看不到使用指針的，那麼Java中有沒有指針呢？準確的話是有的，由於在Java底層有些類型是封裝了指針的。在Java中根據底層是否封裝了指針能夠將Java的數據類型分爲兩類，值類型和引用類型！

2.一、值類型

值類型： 也稱爲基本數據類型和基元數據類型。它的值就是一個數字，一個字符或一個布爾值等。

沒有封裝指針的變量，它們在Java中有8個，包括byte、char、 short、int 、float 、long 、double 、boolean。

這些基本類型首字母都是小寫，它們並非類，也沒有屬性和方法。聲明值類型變量，只會在棧中分配一塊內存空間。

這裏面還有一個知識點是: 自動類型轉換和強制類型轉換！

自動類型轉換：

通常狀況下Java中會將佔用內存空間較低的類型轉換爲較高類型，如 int型的變量和 long型的變量進行計算的時候，會將int型轉換爲long型；

若是兩個變量佔用內存空間同樣，可是一個是整型，一個是浮點型，則會將整型轉換爲浮點型。如int型變量與float型變量進行計算，會將int型轉換爲float型。

強制類型轉換：

第一種狀況：提高變量的類型級別，以獲取精度更高的計算結果！ 好比 兩個整型int變量進行除法運算，爲了精度更高，強制轉爲long類型！

第二種狀況：須要用佔用空間較小的變量類型接受佔用空間較大的變量類型。好比 int轉爲byte等，可是要注意 轉換過程當中產生溢出截斷的狀況！

上面圖中內容中沒有boolean類型變量進行說明，由於boolean類型比較特殊。boolean類型變量只有兩個值，true或者false，它不參與數學運算，也不能與其餘類型變量進行轉換（無論自動轉換仍是強制轉換），只是用來進行邏輯判斷。

boolean類型變量的內存空間佔用具備必定的不肯定性，理論上一個比特就能夠保存boolean類型變量的值，當由於內存使用的最小單位是字節，那麼變量不可能僅佔用1/8個字節。實際中，根據編譯器的不一樣，Java會使用1~4字節來保存boolean變量。字節內容均爲0表示false。只要有字節爲非0值表示true。

面試必定要注意 ：String 不是基本類型！

2.二、引用類型

引用類型： 就是底層封裝指針的數據類型。這部分包含的比較多，好比咱們自定義或者系統的類、抽象類、接口，以及數組。它們在內存中分配兩塊空間，首先要在棧上給其引用（句柄）分配一塊內存（不存放具體數值），而後對象的具體信息都存儲在堆內存上（如對象的屬性值等），最後由棧上面的引用指向堆中對象的地址。

2.三、簡單示例

示例代碼：

public class PrettyGirl {
    /**
     * 姑娘姓字名誰
     */
    String name;

    /**
     * 芳齡幾何
     */
    int age;

    public static void main(String[] args) {
        //  PrettyGirl是自定義類，是引用類型，分配兩塊內存空間
        PrettyGirl prettyGirl = new PrettyGirl();

        // String類是系統類，也是引用類型，分配兩塊內存空間
        String name = new String("Java ok");

        // int,float 是值類型，只分配一塊內存空間
        int num = 10;
        float price = 110.10f;

        // 對象名.屬性名訪問對象的屬性，訪問包括賦值和取值
        prettyGirl.name = "Alice";
        prettyGirl.age = 25;

    }

}複製代碼

經過類名 對象名 = new 類名()建立對象, 在 PrettyGirl prettyGirl = new PrettyGirl();這行代碼在內存中就建立了兩塊內存空間，第一塊在棧中，名字叫 prettyGirl，它是一個引用地址，並不放具體的數值，第二塊堆中的內存才存放具體的數值，如name，age等信息。

其實數組內部也是封裝引用（指針），即使是基本類型的數組，也是如此！ 數組也是引用類型！好比

int[] nums = new int[]{1,4,7,3,9};複製代碼

說明 ：0x001 是我隨便寫的一個值，真實的內存地址並非這個，這個值只是爲了我畫圖方便！

在多強調一點，在引用類型中，對於類來講，要建立對象其實包括兩步，第一是聲明對象，第二是建立對象！

public static void main(String[] args) {
    // 聲明對象，至關分配指針類型變量，在棧中分配內存
    PrettyGirl alice;
    // 建立對象，建立具體內存空間，在堆中分配內存
    alice = new PrettyGirl();
}複製代碼

聲明對象：就至關於在棧中聲明引用類型的變量，它的內存不存放具體的數值，而只存放另外一塊堆中內存的地址！如

PrettyGirl alice;複製代碼

建立對象：通常使用new關鍵字，以下代碼

alice = new PrettyGirl();複製代碼

上面這一行代碼作了兩件事情，首先在堆中分配一塊存放具體數值的內存，而後將這個內存的首地址賦給上面聲明的引用變量！

其實不少時候，對象的聲明和建立是放在一行的，以下：

PrettyGirl mary = new PrettyGirl();複製代碼

3、 八種基本類型的包裝類和常量池

如下內容摘自：參考資料1 中 8種基本類型的包裝類和常量池部份內容！

Java 基本類型的包裝類的大部分都實現了常量池技術，即Byte,Short,Integer,Long,Character,Boolean；這5種包裝類默認建立了數值[-128，127]的相應類型的緩存數據，可是超出此範圍仍然會去建立新的對象。

兩種浮點數類型的包裝類 Float,Double 並無實現常量池技術。

Integer i1 = 33;
Integer i2 = 33;
System.out.println(i1 == i2);// 輸出true
Integer i11 = 333;
Integer i22 = 333;
System.out.println(i11 == i22);// 輸出false
Double i3 = 1.2;
Double i4 = 1.2;
System.out.println(i3 == i4);// 輸出false， 無緩存！複製代碼

Integer 緩存源代碼：

/**
*此方法將始終緩存-128到127（包括端點）範圍內的值，並能夠緩存此範圍以外的其餘值。
*/
public static Integer valueOf(int i) {
    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
        return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    return new Integer(i);
}複製代碼

對於Integer類型來講，值在-128-127，用==比較是一致的，超過這個區間就不行了。

應用場景：

1. Integer i1=40；Java 在編譯的時候會直接將代碼封裝成Integer i1=Integer.valueOf(40);，從而使用常量池中的對象。
2. Integer i1 = new Integer(40);這種狀況下會建立新的對象。

Integer i1 = 40;
Integer i2 = new Integer(40);
System.out.println(i1==i2);//輸出false複製代碼

最後在貼出阿里巴巴Java手冊中對包裝類使用的建議：

4、本文總結

本文總體內容相對基礎，可是在java開發中仍是很是重要，注重細節和基礎，讓寫出的每一行代碼都是最優的！朝着這個方向努力！ 下一篇整理一下值傳遞和引用傳遞！ 敬請期待！

備註： 因爲本人能力有限,文中如有錯誤之處,歡迎指正。

5、參考資料

一、多是把Java內存區域講的最清楚的一篇文章

二、Java語言中一個字符佔幾個字節？

謝謝你的閱讀，若是您以爲這篇博文對你有幫助，請點贊或者喜歡，讓更多的人看到！祝你天天開心愉快！

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