基于Java 的内存分析

    在J2SE中,通过进行内存分析,可以让我们更好的理解程序在内存中的内存分配问题,也能让我们更好的理解我们的代码是怎么运行的。

    对于我个人来说分析内存也是一件很有趣的事情。所以下面通过一个例子来总结一下程序运行过程中的内存分配。

程序实例

public class Point{

    double x,y,z; 

    Point(double_x,double_y,double_z)    {       

        x=_x;       

        y=_y;       

        z=_z; 

    }

    void setX(double_x){       

        x=_x; 

    }

    double getDistance(Point p){

        return(x-p.x)*(x-p.x)+(y-p.y)*(y-p.y)+(z-p.z)*(z-p.z);

    }

}

public class TestPoint{

    public static void main(String[] args){       

        Point p=newPoint(1.0,2.0,3.0);        //第一步

        Point p1=newPoint(0.0,0.0,0.0);        //第二步

        System.out.println(p.getDistance(p1));        //第三步

        p.setX(5.0);        //第四步

        System.out.println(p.getDistance(newPoint(1.0,1.0,1.0)));        //第五步

    }

}

内存分析

第一步

    首先定义了一个变量,所以在栈内存中会分配一块空间来存储变量,变量名为P,它指向了一个new出来的对象,这个new出来的对象,当然是放到堆内存。

    在执行的过程中调用了Point的构造方法,在执行构造方法的过程中,在栈内存中临时分配了三个空间分别存储_x,_y,_z,然后再把这三个值赋值给点对象中的x,y,z.

    赋值完成后这些临时分配的变量将会被取消.所以第一步执行完后的内存分配如下图:

第二步

    第二步的执行过程和第一步类似,不再做赘述,该步执行完后的内存分配如下图:

第三步

    该步调用了一个方法,从方法中可以看到有一个形参,所以首先在栈内存中临时分配一块空间,保存这个形参,也就是局部变量P.再看getDistance()方法中我们实际传入的是P1,所以将p引用P1引用的对象(这里注意区分此刻分配的局部变量P和第一步new出来的P不是一回事),该步的方法是有返回值的,所以需要在栈中分配空间来保存这个返回值。内存分配图如下:

    将返回值打印后,临时分配的内存空间取消,其内存分配图和第二步执行完后的内存分配图是相同的。

第四步

    从调用的方法上看,首先要在栈中分配一个临时变量_x,值为5.0.然后再将值赋值给P指向的对象,执行完后临时变量被取消。内存分配图如下:

第五步

    此表达式比较复杂,当一个表达式复杂的时候,我们要从里向外分析。

    基于此原则,分析得到,首先要在堆内存中new一个对象,这时这个对象并没有被引用。

    然后执行方法,上面我们已经分析过了,执行这个方法我们需要先在栈中临时分配一个变量P,此时需要将new出的对象给临时变量P,也就是说这个P引用我们刚刚new出的那个对象。

    接着计算两点的距离,这时需要一个临时变量来保存返回来的数据。

    方法执行完后,所有临时分配的内存被取消.这时要注意的是我们new出来的对象是通过垃圾回收机制取消的。

    内存分析如下图:

程序执行完后的内存分配

    最后展示一张程序执行完后的内存分配图:

总结

    对于内存分析之前个人认为较为抽象,但是经过仔细分析后发现内存分析其实并不复杂,只要能够看明白以下这几点,对于一些简单的内存分析基本上可以说已经没有问题了。

    (1)形参要临时分配空间,程序执行完后要 取消空间分配。

    (2)对于复杂的程序要从里到外分析,一步步来。

    (3)有返回值的方法,其返回值也是要分配给一个临时变量的,同样的使用完后要取消。

    (4)临时new出来的对象是利用垃圾回收机制取消的。

    (5)静态成员变量时放在哪里的,是怎么分配内存的(这个例子并没有展示静态成员变量的分配)。

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