Java学习1:图解Java内存分析详解(实例)

随着工作的深入,越发需要重新梳理一遍Java知识点,本系列是重新学习Java所写。


首先需要明白以下几点:

  1. 栈空间(stack),连续的存储空间,遵循后进先出的原则,用于存放局部变量
  2. 堆空间(heap),不连续的空间,用于存放new出的对象,或者说是类的实例。
  3. 方法区(method),方法区在堆空间内,用于存放①类的代码信息;②静态变量和方法;③常量池(字符串敞亮等,具有共享机制)。
  4. Java中除了基本数据类型,其他的均是引用类型,包括类、数组等等。
  5. 数据类型的默认值
    基本数据类型默认值:
    数值型:0
    浮点型:0.0
    布尔型:false
    字符型:\u0000
    引用类型:null
  6. 变量初始化
    成员变量可不初始化,系统会自动初始化;
    局部变量必须由程序员显式初始化,系统不会自动初始化。

实例进行分析。

创建类

分别是Student、Computer、Test,代码如下:

public class Student {

	int score;
	int age;
	String name;

	Computer computer;

	public void study() {

		System.out.println("studying...");
	}
}
public class Computer {
	int price;
	String brand;
}
public class Test {

	public static void main(String[] args) {

		Student stu = new Student();

		stu.name = "xiaoming";

		stu.age = 10;

		stu.study();

		Computer c = new Computer();
		c.brand = "Hasse";

		System.out.println(c.brand);

		stu.computer = c;
		System.out.println(stu.computer.brand);

//		System.out.println("----------------------------------------");
//
//		c.brand = "Dell";
//
//		System.out.println(c.brand);
//		System.out.println(stu.computer.brand);
//
//		System.out.println(stu.computer.brand == c.brand);

	}

}

代码分析

我们知道,程序的入口是main(),因而从main方法从上到下、从左到右进行分析。

Student stu = new Student();

①首先,Java虚拟机(JVM)去方法区寻找是否有Test类的代码信息,如果存在,直接调用。如果没有,通过类加载器(ClassLoader)把.class字节码加载到内存中,并把静态变量和方法、常量池加载(“xiaoming”、“Hasse”)。
②走到Student,以同样的逻辑对Student类进行加载;静态成员;常量池(“studying”)。
③走到stu,stu在main方法内部,因而是局部变量,存放在栈空间中。
④走到new Student,new出的对象(实例),存放在堆空间中,以方法区的类信息为模板创建实例。
⑤‘’=‘’赋值操作,把new Student的地址告诉stu变量,stu通过四字节的地址(十六进制),引用该实例。
如下图:
Java学习1:图解Java内存分析详解(实例)_第1张图片

stu.name = “xiaoming”;

⑥stu通过引用new Student实例的name属性,该name属性通过地址指向常量池的"xiaoming"敞亮。

stu.age = 10;

⑦s实例的age属性是基本数据类型,基本数据类型直接赋值。

stu.study();

⑧调用实例的方法时,并不会在实例对象中生成一个新的方法,而是通过地址指向方法区中类信息的方法。

⑥⑦⑧的过程如下图:
Java学习1:图解Java内存分析详解(实例)_第2张图片

Computer c = new Computer();

同stu变量的生成过程。

c.brand = “Hasse”;

同stu.name = "xiaoming"过程。

stu.computer = c;

⑨把c对象对Computer实例的引用赋值给Student实例的computer属性。亦即:该Student实例的computer属性指向该Computer类的实例。
如下图:
Java学习1:图解Java内存分析详解(实例)_第3张图片


拓展

改变brand的地址指向。

为进一步理解,我们把注释内容去掉:
⑨重新将Computer实例的brand属性指向"Dell"常量,那stu.computer.brand指向谁呢?Dell还是Hasse?

c.brand = "Dell";

根据刚才的分析可知:
stu通过地址引用Student实例,而该实例的computer的指向和c的指向是同一个Computer实例,因而改变该Computer实例的brand属性的指向,两者都会改变。
举个例子:
访问大明,和访问大明的儿子的爸爸,实质上访问的是同一个对象:大明。
因而,最终的结果是true。

理解字符串常量及常量池

下面我们添加新的代码,如下:

		String str = "Dell";
		System.out.println(c.brand == str);

结果会如何呢?
根据常量池具有共享性,可知并不会生成新的常量"Dell",而是会把str通过地址指向原来的"Dell",因而结果是true。

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