java内存管理-程序员宅基地

技术标签： java  java算法  

首先我们要明白一点，我们所使用的变量就是一块一块的内存空间！！

一、内存管理原理：

在java中，有java程序、虚拟机、操作系统三个层次，其中java程序与虚拟机交互，而虚拟机与操作系统间交互！这就保证了java程序的平台无关性！下面我们从程序运行前，程序运行中、程序运行内存溢出三个阶段来说一下内存管理原理！

1、程序运行前：JVM向操作系统请求一定的内存空间，称为初始内存空间！程序执行过程中所需的内存都是由java虚拟机从这片内存空间中划分的。

2、程序运行中：java程序一直向java虚拟机申请内存，当程序所需要的内存空间超出初始内存空间时，java虚拟机会再次向操作系统申请更多的内存供程序使用！

3、内存溢出：程序接着运行，当java虚拟机已申请的内存达到了规定的最大内存空间，但程序还需要更多的内存，这时会出现内存溢出的错误！
至此可以看出，Java 程序所使用的内存是由 Java 虚拟机进行管理、分配的。Java 虚拟机规定了 Java 程序的初始内存空间和最大内存空间，开发者只需要关心 Java 虚拟机是如何管理内存空间的，而不用关心某一种操作系统是如何管理内存的。  
 
二、 RUNTIME 类的使用：

Java 给我们提供了Runtime 类得到JVM 内存的信息
 方法名称  参数 作用  返回值 
 getRuntime   无  获取Runtime 对象   Runtime 对象 
 totalMemory   无  获取JVM 分配给程序的内存数量   long：内存数量 
 freeMemory  无  获取当前可用的内存数量   long：内存数量 
 maxMemory   无  获取JVM 可以申请到的最大内存数量  long：内存数量 
   

三、内存空间逻辑划分：

JVM 会把申请的内存从逻辑上划分为三个区域，即：方法区、堆与栈。 

方法区：方法区默认最大容量为64M，Java虚拟机会将加载的java类存入方法区，保存类的结构（属性与方法），类静态成员等内容。

堆：默认最大容量为64M，堆存放对象持有的数据，同时保持对原类的引用。可以简单的理解为对象属性的值保存在堆中，对象调用的方法保存在方法区。

栈：栈默认最大容量为1M，在程序运行时，每当遇到方法调用时，Java虚拟机就会在栈中划分一块内存称为栈帧（Stack frame），栈帧中的内存供局部变量（包括基本类型与引用类型）使用，当方法调用结束后，Java虚拟机会收回此栈帧占用的内存。 

四、java数据类型

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1、基本数据类型：没封装指针的变量。
声明此类型变量，只会在栈中分配一块内存空间。

2、引用类型：就是底层封装指针的数据类型。
他们在内存中分配两块空间，第一块内存分配在栈中，只存放别的内存地址，不存放具体数值，我们也把它叫指针类型的变量，第二块内存分配在堆中，存放的是具体数值，如对象属性值等。

3、下面我们从一个例子来看一看：
public class Student { 
  String stuId; 
  String stuName; 
  int stuAge; 
} 

public class TestStudent { 
  public static void main(String[] args) { 
    Student zhouxingxing = new Student(); 
    String name = new String("旺旺");  
    int a = 10; 
    char b = 'm'; 
    zhouxingxing.stuId = "9527"; 
    zhouxingxing.stuName = "周星星"; 
    zhouxingxing.stuAge = 25; 
  } 
}

（1）类当然是存放在方法区里面的。

（2）Student zhouxingxing = new Student(); 
这行代码就创建了两块内存空间，第一个在栈中，名字叫zhouxingxing，它就相当于指针类型的变量，我们看到它并不存放学生的姓名、年龄等具体的数值，而是存放堆中第二块内存的地址，第二块才存放具体的数值，如学生的编号、姓名、年龄等信息。

（3）int a = 10; 
这是 基本数据类型 变量，具体的值就存放在栈中，并没有只指针的概念！

下图就是本例的内存布置图：
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此外我们还要知道Student zhouxingxing = new Student(); 包括了声明和创建，即：Student zhouxingxing;和zhouxingxing = new Student();其中声明只是在栈中声明一个空间，但还没有具体的值，声明后的情况如下图所示：
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创建后的情况如下图所示：

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（4）引用类型中的数组也封装了指针，即便是基本数据类型的数组也封装了指针，数组也是引用类型。比如代码int[] arr = new int[]{23，2，4，3，1};如下图所示：
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 五、java值传参与引用参数

（1）参数根据调用后的效果不同，即是否改变参数的原始数值，又可以分为两种:按值传递的参数与按引用传递的参数。
按值传递的参数原始数值不改变，按引用传递的参数原始数值改变！这是为什么呢？其实相当简单：
我们知道基本数据类型的变量存放在栈里面，变量名处存放的就是变量的值，那么当基本数据类型的变量作为参数时，传递的就是这个值，只是把变量的值传递了过去，不管对这个值如何操作，都不会改变变量的原始值。而对引用数据类型的变量来说，变量名处存放的地址，所以引用数据类型的变量作为传参时，传递的实际上是地址，对地址处的内容进行操作，当然会改变变量的值了！

（2）特例：string

public class TestString { 
  public static void main(String[] args) { 
     
    String name = "wangwang"; 
    TestString testString = new TestString(); 
     
    System.out.println("方法调用前：" + name); 
    testString.change(name); 
    System.out.println("方法调用后：" + name); 
  } 
   
  void change(String str) { 
    str = "旺旺老师"; 
    System.out.println("方法体内修改值后：" + str); 
  } 
} 

结果：
方法调用前：wangwang 
方法体内修改值后：旺旺老师 
方法调用后：wangwang 

分析：
上例中，虽然参数String 是引用数据类型，但其值没有发生改变，这是因为String 类
是final 的，它是定长，我们看初始情况，即String name = "wangwang";这行代码运行
完，如下图：
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 当调用方法时testString.change(name)，内存变化为：

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在方法体内，参数str赋予一个新值，str = "旺旺老师"。因为String是定长，系统就会在堆中分配一块新的内存空间37DF，这样str指向了新的内存空间37DF，而name还是指向36DF， 37DF的改变对它已没影响：

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最后，方法调用结束，str与37DF的内存空间消亡。Name的值依然为wangwang,并没有改变。
所以String虽然是引用类型参数，但值依然不变：
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 （3）无法交换的例子：

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 furong = new Student(); 
    furong.stuName = "芙蓉姐姐"; 
    furong.stuAge = 30; 
     
    Student fengjie = new Student(); 
    fengjie.stuName = "凤姐"; 
    fengjie.stuAge = 26; 
     
    TestChange testChange = new TestChange(); 
    testChange.change(furong, fengjie); 
     
    System.out.println(furong.stuName); 
    System.out.println(furong.stuAge); 
     
    System.out.println(fengjie.stuName); 
    System.out.println(fengjie.stuAge); 
  } 
 
} 

运行结果：
芙蓉姐姐 
31 
凤姐 
27 

分析：

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