相信大多数的java初学者都会有这种经历:碰到一段代码的时候,不知该从何下手分析,不知道这段代码到底是怎么运行最后得到结果的… 等等吧,很多让人头疼的问题,作为一名合格的程序员呢,遇到问题一定要思路清晰,不要将错就错,蒙混过关,这一点很重要!
鉴于笔者最近恶补了java基础,在这儿给大家总结了一些java代码内存分析的经验,希望可以对家有所帮助。
在分析内存之前呢,通过这个图让大家明白计算机是怎么处理一个程序的。
简单总结一下:1.计算机首先从硬盘拿到程序,加载(load)到内存区
2.操作系统找到main方法开始执行
3.执行代码过程中的内存管理:
内存中分四块:分别是heap(堆)、stack(栈)、data segment
(数据区)、code segmen(代码区),各个区所存储的内容图中已
标注。
接下来,
给大家举几个例子程序,分别进行内存分析
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public class Person {
static int id;
static int age;
Person(int _id, int _age) {
id = _id;
age = _age;
}
public static void main(String[] args) {
Person tom = new Person(1,25);
System.out.println("id= " + id + " age= " + age);
}
}
内存分析图:
第一步:从main方法入手,首先看到要实现一个Person类对象,该对象的名字是tom,则在stack中立马分配出一块空间用来存tom这个对象名,它指向heap中的Person对象(上文提到heap中存储new出来的东西)
注:图中局部变量tom的内容为xxx,xxx实际为Person对象在堆中的地址,在此处用xxx
代替。
第二步:调用Person中的构造方法,此时定义了两个局部变量(要存储到stack中)_id和_age,则立马在stack中分配两块空间用于存储这两个局部变量,接下来把1和25分别传给这两个变量
第三步:执行id=_id; age=_age;这两句,把_id和_age的值传给Person对象
第四步:局部变量_id和_age消失(java的垃圾回收机制)
到此完成Person对象的创建,执行输出语句,程序运行结束。
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说到多态,就先给大家巩固一下动态绑定和多态的概念吧:
动态绑定:在执行期间(非编译期间)判断所引用对象的实际类型,根据其实际的类型调用其相应的方法。
简单的来说,动态绑定就是根据实际new的对象所属的类调用方法,帮助程序的扩展性达到极致。
多态的话,要知道多态产生的三个条件:
1.有继承
2.有重写
3.父类引用指向子类对象
//abstract 关键字 ---> 抽象类,抽象类一定被继承,抽象方法一定被重写
class Animal { //可以这样声明 absrtact class Animal
private String name;
Animal(String name) {
this.name = name;
}
public void enjoy() {
System.out.println("叫声...");
}
}
class Cat extends Animal{
private String eyescolor;
Cat(String n,String c) {
super(n);
eyescolor = c;
}
public void enjoy() {
System.out.println("猫叫声....");
}
}
class Dog extends Animal {
private String furCorlor;
Dog(String n, String f) {
super(n);
furCorlor = f;
}
public void enjoy() {
System.out.println("狗叫声...");
}
}
class Lady {
private String name;
private Animal pet;
Lady(String name, Animal pet) {
this.name = name;
this.pet = pet;
}
public void petEnjoy() {
pet.enjoy();
}
}
public class TestAnimal {
public static void main(String[] args) {
Cat c = new Cat("catname","blue");
Dog d = new Dog("dogname","black");
c.enjoy();
d.enjoy();
Lady l1 = new Lady("l1",c);
Lady l2 = new Lady("l2",d);
l1.petEnjoy();
l2.petEnjoy();
}
}
内存分析图:
老样子,从main方法入手:
第一步,Cat c = new Cat(“catname”,“blue”);
当你new一个子类对象出来的时候,其内部就已经包含父类对象,并且该子类对象的super引用会指向其父类对象。
此处分两小步给大家说明:(stack中局部变量的产生过程不再赘述,可参考程序一)
(1)new出来的Cat对象中包含Animal对象,Animal对象有一个成员变量name,自动初始化为null,C对象有一个成员变量eyescolor,自动初始化为null。
(2)传“catname”和“blue”这两个参数,“blue”直接赋值给eyescolor,而“catname”传进去后,通过super(n)方法,调用其父类对象的构造方法,使name值等于“catname”
第二步,Dog d = new Dog(“dogname”,“black”);
内存分析同第一步(此处省略)
第三步,c.enjoy(); d.enjoy();
此时,c指向的是Cat对象,但是Cat对象中包含其父类Animal对象,这两个对象都含有enjoy()方法,那么应该调用哪一个呢?这就涉及到了java的动态绑定机制了,你new出来的对象实际是Cat对象,那么就调用Cat对象的方法,而不是调用Animal对象的enjoy()方法;同理,d.enjoy()调用的是Dog对象的enjoy()方法。
所以,输出结果为
第四步,Lady l1 = new Lady(“l1”,c);
Lady l2 = new Lady(“l2”,d);
内存分析图:
此处Animl的引用pet指向了其子类对象c,也就是上文提到的“父类引用指向子类对象”,并且,有继承、有重写,这就是多态。
每一个创建出来的对象都有this引用,指向他自身
第五步, l1.petEnjoy();
l2.petEnjoy();
调用Lady的petEnjoy()方法,输出对应信息,最终输出结果为
3.1 一维数组
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Date[] days = new Date[3];
for(int i=0;i<3;i++) {
days[i] = new Date(2020,4,i+1);
}
}
}
class Date {
int year,month,day;
Date(int y, int m, int d) {
year = y;
month = m;
day = d;
}
}
内存分析图
days指向堆中的一个数组,该数组中存放的是每一个Date对象的地址,每一个地址指向一个Date对象。(详细赋值过程可参考程序一)
3.2 二维数组
二维数组实际上是一维数组的数组
public class Array {
public static void main(String[] args) {
int[][] a = new int[][] {
{1,2,3},
{4,5,6},
{7,8,9}
};
}
}
内存分析图
栈空间中a指向一个一维数组,该数组每块区域存放的是int型数组的地址。
笔者创作初期,如有不当之处,望批评指正。