Java中栈、堆、方法区的关系以及作用

栈（stack）

Java 里的栈分为 虚拟机栈与本地方法栈，在大家口中经常说的栈，一般是指我们的虚拟机栈

虚拟机栈

Java 虚拟机栈（后面简称栈）是线程私有的，所以他的生命周期与当前线程是一样的，栈是用来描述方法执行的一个内存模型，因为每个方法在执行的同时，都会创建一个栈帧，而这个栈帧里面，又存储着局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口等一系列信息，下图为一般调用某一个方法时的栈内存图

最里层的局部变量表，存放了编译期可知的各种数据类型（八种Java的基本类型）、某一对象的引用（对象实例存于堆中，这里只是存了变量的一个引用地址，该地址有可能指向的还是地址，并不是对象本身），除了上图没出现的外，这里还存有return Addre类型，即指向一条字节码指令的地址，他们都遵循着先入后出的规则存放。

因为里面放的基本上是基本类型，和一些用类型的地址，所以在编译器，栈就可以知道分配多大的内存给他们，因为除了向double、long类型的数据占用2和局部变量空间（Slot）外，其余数据类型都都只是占用一个空间，这样一个栈帧分配的局部变量的空间大小的确定的，且在运行期间不会改变，这样就导致了对栈内数据的提取速度较快

本地方法栈（Aative Method Area）

上面所讲的虚拟机栈和这个其实差不多，区别就是，上面的虚拟机栈是用于虚拟机执行Java方法服务，而本地方法栈是用来执行本地方法的，因为Java是托管代码，所以在最底层一般调用的都是会变或者C的方法，这时就不管虚拟机栈什么事了，而是本地方法栈大显身手的时候，，但是由于本地方法栈里面的方法使用的语言、数据结构等并没有强制规定，这样虚拟机就可以自由实现他，所以有的虚拟机（比如Sun HotSpot）就直接虚拟机栈和本地方法栈合二为一了

当一个数据占用内存大小确定、具有生命周期、且先进后出时，就会被存于栈中

方法区

方法区也被称为静态区，是线程共享的内存区域，用于存储不如类信息class、常量 final、静态数据 static、以及全局变量等数据；因为方法区是被所有线程共享的，所以必须考虑数据的线程安全问题

方法区又可以分为上图区域

• 类类型信息：父类名称、类型修饰符、类类型的直接接口
• 常量池：比如static数据，全局变量，final常量
• 域信息：域名称、类型、修饰符
• 方法信息：方法名称、参数、修饰符等

Java虚拟机对方法区的限制非常宽松，它不需要连续的内存和可以选择固定大小或者可扩展外，还可以选择不实现垃圾回收，该区域的垃圾回收主要针对常量池和类型的卸载，但是效果却不那么好

JDK 1.7之后，String以及不属于方法区常量池了，而是移到了堆区域

堆（heap）

堆是线程共享的区域，即也需要考虑到线程安全的问题，它是虚拟机里面最大的一块内存，这里的内存是用来存放实例化对象，几乎所有的实例化对象和数组都是存在这里，简单的理解就是只要看到 new ，就应该知道 new 出来的那一块内存在堆里面，由于垃圾回收期的原因，堆一般又分为新生代和老年代，而新生代又分为 Eden空间、From Survivor空间和To Survivor，他们的比例大概为8：1：1，而新生代与老年代的比例大概为1：2，为了更好的回收内存或者更快的分配内存，堆又划分出了多个线程私有的分配缓冲区（TLAB），但是无论怎么划分，堆里面还是存放的实例化对象或者数组
由于虚拟机不需要知道堆内存存放的变量信息空间大小是多少，也不需要知道每个对象的声明周期，所以该区域的程序的运行灵活性高，堆还是GC重点回收的区域

• 老年代：老年代代里存放的都是存活时间较久的，大小较大的对象
• Eden：新对象分配内存的地方，由于堆是所有线程共享的，因此在堆上分配内存需要加锁
• From 和 to Survivor：当发生Minor GC时，Eden区和Survivalfrom区会把一些仍然存活的对象复制进Survival to区，并清除内存。Survival to区会把一些存活得足够旧的对象移至年老代

//关于String，在JDK1.7之前String都是在方法区的常量池里面，但是1.7后，就将其移出来了

package com.qcby.demo;


import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {


    public static void main(String[] args) {

        List str = new ArrayList<>();
        for(int i = 0;i < 1000000000;i++)
        {
            str.add(String.valueOf(i).intern());//String.intern()会一直往字符串常量池添加新字符串
        }

    }

}