Java堆空間Vs棧內存

之前我寫了幾篇有關Java垃圾收集的文章之後，我收到了很多電子郵件，請求解釋Java堆空間，Java棧內存，Java中的內存分配以及它們之間的區別。

您可能在Java，Java EE書籍和教程中看到很多有關堆和變量內存的參考，但是幾乎沒有就程序而言完全解釋堆和棧的內存分配的。

Java堆空間

Java運行時使用Java堆空間爲對象和JRE類分配內存。每當我們創建任何對象時，它總是在堆空間中創建。

垃圾回收在堆內存上運行以釋放沒有任何引用的對象使用的內存。在堆空間中創建的任何對象都具有訪問權限，並且可以從應用程序的任何位置進行引用。

Java棧內存

Java Stack內存用於執行線程。它們包含短期的方法特定值，以及從該方法引用的對堆中其他對象的引用。

每當調用方法時，都會在磁盤存儲中創建一個新塊，以容納該方法的本地原始值並引用該方法中的其他對象。

方法結束後，該塊將立即立即變爲未使用狀態，用作下一個方法使用。

與堆內存分配，棧內存的大小要小一點。

Java程序中的堆空間和棧內存分配

讓我們用一個簡單的程序來了解堆和交替的內存使用情況。

package com.journaldev.test;

public class Memory {

	public static void main(String[] args) { // Line 1
		int i=1; // Line 2
		Object obj = new Object(); // Line 3
		Memory mem = new Memory(); // Line 4
		mem.foo(obj); // Line 5
	} // Line 9

	private void foo(Object param) { // Line 6
		String str = param.toString(); //// Line 7
		System.out.println(str);
	} // Line 8

}

下圖顯示了與上述程序有關的堆空間和棧內存，以及如何將其用作存儲原始，對象和引用變量。

讓我們看一下程序的執行步驟。

• 一旦運行程序，它將所有運行時類加載到堆空間中。在第1行找到main()方法後，Java Runtime創建的堆內存將被main()線程中方法使用。
• 我們在第2行創建原始局部變量，因此將其創建並存儲在main()方法的棧內存中。
• 由於我們在第3行中創建了一個對象，因此將在堆內存中創建該對象，並且棧內存塊包含該對象的引用。在第4行中創建內存對象時，也會發生類似的過程。
• 現在，當我們在第5行調用foo()方法時，將在棧內存頂部創建一個塊，以供foo()方法使用。由於Java是按值傳遞的，因此在第6行的foo()變量中中創建了對Object的新引用。
• 在第7行創建一個字符串，該字符串進入堆空間的“字符串池”，並在foo()最小空間中創建引用。
• foo()方法在第8行終止，這時分配給中foo()的棧內存塊被釋放。
• 在第9行中main()方法終止，併爲main()方法創建的棧內存被銷燬。程序同時此行結束，因此Java Runtime釋放了所有內存並結束了程序的執行。

Java堆空間和棧內存之間的區別

根據以上解釋，我們可以輕鬆得出以下堆空間和棧內存的區別。

1. 堆內存由應用程序的所有部分使用，而堆棧內存僅由一個執行線程使用。
2. 在內存中創建對象時，它始終存儲在堆空間中，並存儲到包含該對象的引用中。內存僅包含本地原始變量和堆空間中對象的引用變量。
3. 堆中存儲的對象可以分區訪問，而其他線程則不能訪問分區內存。
4. 堆棧中的內存管理是以後進先出（LIFO）的方式完成的，而堆內存中的內存管理更復雜，因爲它是全局使用的。
5. 棧內存是短暫的，而堆空間是從應用程序執行的開始一直到結束。
6. 我們可以使用**-Xms和-Xmx** JVM選項來定義堆空間的初始值和最大值。我們可以使用**-Xss**定義棧內存的大小。
7. 當棧內存已滿時，Java運行時將java.lang.StackOverFlowError引發，而如果堆內存已滿，則將引發java.lang.OutOfMemoryError: Java Heap Space錯誤。
8. 棧內存相比於堆空間是非常小的。​由於LIFO的簡單性，與堆空間相比，棧內存非常快。

就Java應用程序而言，這就是Java堆空間與棧內存的全部，我希望它能在執行任何Java程序時消除您對內存分配的疑問。

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“不積跬步，無以至千里”，希望未來的你能：有夢爲馬 隨處可棲！加油，少年！

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