JAVA內存管理

被問到有關Java內存管理的知識，因此要蒐集整理一下了。開始以前，咱們要明白一點，咱們所使用的變量就是一塊一塊的內存空間！！

1、內存管理原理：

在java中，有java程序、虛擬機、操做系統三個層次，其中java程序與虛擬機交互，而虛擬機與操做系統間交互！這就保證了java程序的平臺無關性！下面咱們從程序運行前，程序運行中、程序運行內存溢出三個階段來講一下內存管理原理！

一、程序運行前：JVM向操做系統請求必定的內存空間，稱爲初始內存空間！程序執行過程當中所需的內存都是由java虛擬機從這片內存空間中劃分的。

二、程序運行中：java程序一直向java虛擬機申請內存，當程序所須要的內存空間超出初始內存空間時，java虛擬機會再次向操做系統申請更多的內存供程序使用！

三、內存溢出：程序接着運行，當java虛擬機已申請的內存達到了規定的最大內存空間，但程序還須要更多的內存，這時會出現內存溢出的錯誤！

至此能夠看出，Java 程序所使用的內存是由 Java 虛擬機進行管理、分配的。Java 虛擬機規定了 Java 程序的初始內存空間和最大內存空間，開發者只須要關心 Java 虛擬機是如何管理內存空間的，而不用關心某一種操做系統是如何管理內存的。  

 

2、 RUNTIME 類的使用：

 

Java 給咱們提供了Runtime 類獲得JVM 內存的信息

方法名稱	參數	做用	返回值
getRuntime	無	獲取 Runtime 對象	Runtime 對象
totalMemory	無	獲取 JVM 分配給程序的內存數量	long：內存數量
freeMemory	無	獲取 當前可用的內存數量	long：內存數量
maxMemory	無	獲取 JVM 能夠申請到的最大內存數量	long：內存數量

   

 

3、內存空間邏輯劃分：

 

JVM 會把申請的內存從邏輯上劃分爲三個區域，即：方法區、堆與棧。 

方法區：方法區默認最大容量爲64M，Java虛擬機會將加載的java類存入方法區，保存類的結構（屬性與方法），類靜態成員等內容。

堆：默認最大容量爲64M，堆存放對象持有的數據，同時保持對原類的引用。能夠簡單的理解爲對象屬性的值保存在堆中，對象調用的方法保存在方法區。

棧：棧默認最大容量爲1M，在程序運行時，每當遇到方法調用時，Java虛擬機就會在棧中劃分一塊內存稱爲棧幀（Stack frame），棧幀中的內存供局部變量（包括基本類型與引用類型）使用，當方法調用結束後，Java虛擬機會收回此棧幀佔用的內存。 

 

4、java數據類型

 

 

一、基本數據類型：沒封裝指針的變量。

聲明此類型變量，只會在棧中分配一塊內存空間。

 

二、引用類型：就是底層封裝指針的數據類型。

他們在內存中分配兩塊空間，第一塊內存分配在棧中，只存放別的內存地址，不存放具體數值，咱們也把它叫指針類型的變量，第二塊內存分配在堆中，存放的是具體數值，如對象屬性值等。

 

三、下面咱們從一個例子來看一看：

public class Student { 

  String stuId; 

  String stuName; 

  int stuAge; 

} 

 


public class TestStudent { 

  public static void main(String[] args) { 

    Student s = new Student(); 

    String name = new String("雲鶴");  

    int a = 10; 

    char b = 'm'; 

    s.stuId = "6363"; 

    s.stuName = "劉德華"; 

    s.stuAge = 25; 

  } 

}

（1）類固然是存放在方法區裏面的。

（2） Student s = new Student(); 

這行代碼就建立了兩塊內存空間，第一個在棧中，名字叫s，它就至關於指針類型的變量，咱們看到它並不存放學生的姓名、年齡等具體的數值，而是存放堆中第二塊內存的地址，第二塊才存放具體的數值，如學生的編號、姓名、年齡等信息。

 

（3） int a = 10; 

這是 基本數據類型 變量，具體的值就存放在棧中，並無只指針的概念！

 

下圖就是本例的內存佈置圖：

 

此外咱們還要知道 Student s = new Student(); 包括了聲明和建立，即：

聲明： Student s;

建立：s = new Student();

其中聲明只是在棧中聲明一個空間，但尚未具體的值，聲明後的狀況以下圖所示：

建立後的狀況以下圖所示：

 

 

（4） 引用類型中的數組也封裝了指針，即使是基本數據類型的數組也封裝了指針，數組也是引用類型。好比代碼int[] arr = new int[]{3, 6, 12, 9, 66, 31};以下圖所示：

 

 5、java值傳參與引用傳參

 

（1）參數根據調用後的效果不一樣，便是否改變參數的原始數值，又能夠分爲兩種: 按值傳遞的參數與 按引用傳遞的參數。

按值傳遞的參數原始數值不改變，按引用傳遞的參數原始數值改變！這是爲何呢？其實至關簡單：

咱們知道 基本數據類型的變量存放在棧裏面，變量名處存放的就是變量的值，那麼當基本數據類型的變量做爲參數時，傳遞的就是這個值，只是把變量的值傳遞了過去， 無論對這個值如何操做，都不會改變變量的原始值。而 對引用數據類型的變量來講，變量名處存放的地址，因此引用數據類型的變量做爲傳參時， 傳遞的其實是地址，對地址處的內容進行操做，固然會改變變量的值了！

正常狀況下，咱們用數組測試TestArray類以下：

public class TestArray { 

      void change(int[] arr) { 

            for(int i=0;i<arr.length;i++)
               if(i%2==0)
                   arr[i]=1000;
            System.out.println("方法體內修改值後：" ); 
            for(int i=0;i<arr.length;i++)
                System.out.println(arr[i]);
      }

public static void main(String[] args) { 


    int[] a = {1,2,3,4}; 

    TestArray testString = new TestArray(); 

    System.out.println("方法調用前："); 
    for(int i=0;i<a.length;i++)
        System.out.println(a[i]);
    testString.change(a); 
    System.out.println("方法調用後："); 
    for(int i=0;i<a.length;i++)
        System.out.println(a[i]);
  } 

    }

輸出結果以下：

方法調用前：
1
2
3
4
方法體內修改值後：
1000
2
1000
4
方法調用後：
1000
2
1000
4

數組實際上也是引用類型，在調用函數的過程當中改變了其值。

 （2）特例：String

 

public class TestString { 

      void change(String str) { 

            str = "吳奇隆"; 

            System.out.println("方法體內修改值後：" + str); 
    
      }

public static void main(String[] args) { 


    String name = "歌星"; 

    TestString testString = new TestString(); 

    System.out.println("方法調用前：" + name); 
    testString.change(name); 
    System.out.println("方法調用後：" + name); 

  } 

    

結果：

方法調用前：歌星
方法體內修改值後：吳奇隆
方法調用後：歌星

分析：

上例中，雖然參數String 是引用數據類型，但其值沒有發生改變，這是由於String 類是final 的，它是定長，不容許對其進行改變，而StringBuffer(多線程下使用性能優)和StringBuilder(單線程下面使用性能優)是能夠改變的。若是這裏用StringBuffer和SringBuiler替代，結果和Array的使用同樣，中間結果會被改變。

咱們看初始狀況，即String name = "歌星";這行代碼運行

完，以下圖：

 

 

 當調用方法時testString.change(name)，內存變化爲：

 

 

 

在方法體內，參數str賦予一個新值，str = "吳奇隆"。由於"吳奇隆"這個String是定長，系統就會在堆中分配一塊新的內存空間37DF，這樣str指向了新的內存空間37DF，而name仍是指向36DF， 37DF的改變對它已沒影響：

 

 

最後，方法調用結束，str與37DF的內存空間消亡。Name的值依然爲歌星,並無改變。

因此String雖然是引用類型參數，但值依然不變：

 

 

 （3）沒法交換的例子：

 

public class TestChange { 

  void change(Student stu1, Student stu2) { 

    stu1.stuAge ++; 

    stu2.stuAge ++; 

    Student stu = stu1; 

    stu1 = stu2; 

    stu2 = stu; 

  } 

   

  public static void main(String[] args) { 

     

    Student z = new Student(); 

    z.stuName = "張信哲"; 

    z.stuAge = 40; 

     

    Student r = new Student(); 

    r.stuName = "任賢齊"; 

    r.stuAge = 30; 

    System.out.println("交換前z：\t"+z.stuName+"\t"+z.stuAge); 
    System.out.println("交換前r：\t"+r.stuName+"\t"+r.stuAge); 

    TestChange testChange = new TestChange(); 

    testChange.change(z, r);      

    System.out.println("交換後z：\t"+z.stuName+"\t"+z.stuAge); 
    System.out.println("交換後r：\t"+r.stuName+"\t"+r.stuAge); 

  } 
  
} 

運行結果：

交換前z：    張信哲    40
交換前r：    任賢齊    30
交換後z：    張信哲    41
交換後r：    任賢齊    31