‘壹’ java里的静态成员变量是放在了堆内存还是栈内
这个要看对象是否为逃逸对象,如果为非逃逸对象,会根据标量替换来把对象分解成若干个被这个方法使用的成员变量所代替,这些代替的成员变量在栈帧或寄存器上分配空间
‘贰’ java静态变量存储在哪个区
java程序在内存中的存储分配情况:
一、堆区:
1.存储的全部是对象,每个对象都包含一个与之对应的class的信息。(class的目的是得到操作指令)
2.jvm只有一个堆区(heap)被所有线程共享,堆中不存放基本类型和对象引用,只存放对象本身 ujiuye
栈区:
1.每个线程包含一个栈区,栈中只保存基础数据类型的对象和自定义对象的引用(不是对象),对象都存放在堆区中
2.每个栈中的数据(原始类型和对象引用)都是私有的,其他栈不能访问。
3.栈分为3个部分:基本类型变量区、执行环境上下文、操作指令区(存放操作指令)。 ujiuye
方法区:
1.又叫静态区,跟堆一样,被所有的线程共享。方法区包含所有的class和static变量。
2.方法区中包含的都是在整个程序中永远唯一的元素,如class,static变量。
二、内存分区
而内存分为四个区:stack segment,heap segment,data segment,code segment;
stack 区存放函数参数和局部变量;heap 区存放对象;data 区存放static 的变量或者字符串常量; code 区存放类中的方法;
因此,静态变量是存放在data区的 !
‘叁’ 谁能解释一下java中的栈内存和堆内存
2.1 内存分配策略
按照编译原理的观点,程序运行时的内存分配有三种策略,分别是静态的,栈式的,和堆式的.
静态存储分配是指在编译时就能确定每个数据目标在运行时刻的存储空间需求,因而在编译时就可以给他们分配固定的内存空间.这种分配策略要求程序代码中不允许有可变数据结构(比如可变数组)的存在,也不允许有嵌套或者递归的结构出现,因为它们都会导致编译程序无法计算准确的存储空间需求.
栈式存储分配也可称为动态存储分配,是由一个类似于堆栈的运行栈来实现的.和静态存储分配相反,在栈式存储方案中,程序对数据区的需求在编译时是完全未知的,只有到运行的时候才能够知道,但是规定在运行中进入一个程序模块时,必须知道该程序模块所需的数据区大小才能够为其分配内存.和我们在数据结构所熟知的栈一样,栈式存储分配按照先进后出的原则进行分配。
静态存储分配要求在编译时能知道所有变量的存储要求,栈式存储分配要求在过程的入口处必须知道所有的存储要求,而堆式存储分配则专门负责在编译时或运行时模块入口处都无法确定存储要求的数据结构的内存分配,比如可变长度串和对象实例.堆由大片的可利用块或空闲块组成,堆中的内存可以按照任意顺序分配和释放.
2.2 堆和栈的比较
上面的定义从编译原理的教材中总结而来,除静态存储分配之外,都显得很呆板和难以理解,下面撇开静态存储分配,集中比较堆和栈:
从堆和栈的功能和作用来通俗的比较,堆主要用来存放对象的,栈主要是用来执行程序的.而这种不同又主要是由于堆和栈的特点决定的:
在编程中,例如C/C++中,所有的方法调用都是通过栈来进行的,所有的局部变量,形式参数都是从栈中分配内存空间的。实际上也不是什么分配,只是从栈顶向上用就行,就好像工厂中的传送带(conveyor belt)一样,Stack Pointer会自动指引你到放东西的位置,你所要做的只是把东西放下来就行.退出函数的时候,修改栈指针就可以把栈中的内容销毁.这样的模式速度最快,当然要用来运行程序了.需要注意的是,在分配的时候,比如为一个即将要调用的程序模块分配数据区时,应事先知道这个数据区的大小,也就说是虽然分配是在程序运行时进行的,但是分配的大小多少是确定的,不变的,而这个"大小多少"是在编译时确定的,不是在运行时.
堆是应用程序在运行的时候请求操作系统分配给自己内存,由于从操作系统管理的内存分配,所以在分配和销毁时都要占用时间,因此用堆的效率非常低.但是堆的优点在于,编译器不必知道要从堆里分配多少存储空间,也不必知道存储的数据要在堆里停留多长的时间,因此,用堆保存数据时会得到更大的灵活性。事实上,面向对象的多态性,堆内存分配是必不可少的,因为多态变量所需的存储空间只有在运行时创建了对象之后才能确定.在C++中,要求创建一个对象时,只需用new命令编制相关的代码即可。执行这些代码时,会在堆里自动进行数据的保存.当然,为达到这种灵活性,必然会付出一定的代价:在堆里分配存储空间时会花掉更长的时间!这也正是导致我们刚才所说的效率低的原因,看来列宁同志说的好,人的优点往往也是人的缺点,人的缺点往往也是人的优点(晕~).
2.3 JVM中的堆和栈
JVM是基于堆栈的虚拟机.JVM为每个新创建的线程都分配一个堆栈.也就是说,对于一个Java程序来说,它的运行就是通过对堆栈的操作来完成的。堆栈以帧为单位保存线程的状态。JVM对堆栈只进行两种操作:以帧为单位的压栈和出栈操作。
我们知道,某个线程正在执行的方法称为此线程的当前方法.我们可能不知道,当前方法使用的帧称为当前帧。当线程激活一个Java方法,JVM就会在线程的Java堆栈里新压入一个帧。这个帧自然成为了当前帧.在此方法执行期间,这个帧将用来保存参数,局部变量,中间计算过程和其他数据.这个帧在这里和编译原理中的活动纪录的概念是差不多的.
从Java的这种分配机制来看,堆栈又可以这样理解:堆栈(Stack)是操作系统在建立某个进程时或者线程(在支持多线程的操作系统中是线程)为这个线程建立的存储区域,该区域具有先进后出的特性。
每一个Java应用都唯一对应一个JVM实例,每一个实例唯一对应一个堆。应用程序在运行中所创建的所有类实例或数组都放在这个堆中,并由应用所有的线程共享.跟C/C++不同,Java中分配堆内存是自动初始化的。Java中所有对象的存储空间都是在堆中分配的,但是这个对象的引用却是在堆栈中分配,也就是说在建立一个对象时从两个地方都分配内存,在堆中分配的内存实际建立这个对象,而在堆栈中分配的内存只是一个指向这个堆对象的指针(引用)而已。
‘肆’ 深入Java对象及元素的存储区域
在JAVA平台上开发应用程序的时候,有一个很大的特点就是其是在应用程序运行的时候才建立对象。换句话说,在程序运行的时候,才会最终确定对象的归属,即对象应该存储在什么地方。由于存储在不同的区域,其在性能上会有所不同。为此作为Java程序开发人员需要了解各个存储区域的特点以及对性能的影响。然后再根据需要来调整应用程序的区域分配。总的来说,在操作系统中有五个地方可以用来保存应用程序运行中的数据。这类区域的特点以及对性能的影响分析如下。
存储区域一:寄存器
虽然同在内存中,但是不同的区域由于用途不同,其性能也有所不同。如就拿Java应用程序来说,寄存器由于其处于处理器的内部,为此这个区域存取数据最快。跟内存中的其他存储区域有着天壤之别。那么我们把所有对象都放到这个区域内,不就可以提高Java应用程序的性能了吗?理论上是如此,但是在现实中是行不通的。因为这个寄存器的数量是非常有限的。在内存中的寄存器区域是由编译器根据需要来分配的。我们程序开发人员不能够通过代码来控制这个寄存器的分配。所以说,这第一个存储区域寄存器,我们只能够看看,而不能够对其产生任何的影响。
存储区域二:堆栈
对象的创建有两种方式,一是在应用程序开发的过程中就创建对象;二是在程序运行的过程中要用到对象的时候再来创建对象。前者比后者性能要高,而后者比前者要灵活。这主要是因为前者创建对象的时候,就是这个堆栈中创建的。虽然其创建的对象没有保存在寄存器中,但是通过这个对象的推栈指针可以直接从处理器哪里获得相关的支持。如堆栈指针往上移动的时候,则释放原有对象占用的内存;如堆栈指针向下移动时,则为对象分配新的内存。所以,如果把对象存放在这个堆栈中,虽然性能没有像存放在寄存器中那么理想,但是仍然比存储在其他地方要好的多。
由于Java程序是在程序运行过程中才根据需要来创建对象。为此对象就不能够保存在这个堆栈中。不过Java应用程序也不能够白白的浪费这个宝贵的空间。为此虽然Java对象本身没有保存在这个堆栈中(不是不保存而是这里没有他的容身之地),但是还是应该把一些可以放的内容放到这个堆栈中,以提高应用程序的性能。如可以把一些对象引用存放在这个堆栈中。
另外对于一些基本的数据类型对象,Java程序也往往把他们放置在堆栈中,以提高数据处理的性能。如一些整数型、字符型的数据对象,这些对象有些共同的特点,如对象比较小、是Java程序提供的标准对象等等。对于这些对象由于每个应用程序基本上都需要用到,而且我们程序开发人员只能够引用这些对象,而不能够对其进行更改弊衡胡。为此Java程序在处理的时候,往往一开始就创建了对象(即直接在堆栈中创建对象并保存),而不像其他对象一样,在需要的时候才创建。只所以在堆栈中创建这些对象,还有一个重要的原因。因为如果在堆栈中创建对象的话,Java编辑器必须知道存储在堆栈内所有数据的确切大小和生命周期。为了得到这些信息,必须产生相关的代码来获得这些信息,以便其操作堆栈指针。普通的对象大小、生命周期等等难以预先获得,为此在堆栈中创建普通的对象,对于Java应用程序来说并不是很合适。相反,这些Java编译器预定义的对象大小并不会随着机器硬件架构的变化和用户需求的变化而变化;而且这些对象往往从始之终都会存在的,所以也不存在生命周期的问题。所以把这些对象放置在堆栈中是合理的,也是可实现的。如此处理,不仅不会影响到对象的灵活性,而且还可以提供比较好的性能。
存储区域三:堆
堆虽然跟堆栈一样,都是随机访问存储器中的区域,但是两者有很大的不同。因为在堆中,没有堆栈指针,为此也就无法直接从处理器那边获得支持。为此其性能跟堆栈比起来,就有一定的差距。通常情况下,除上面所说的一些预定义对象之外,其他的对象都是保存在这个堆中的。或者说,利用new关键字创建的对象都是保存在堆中的。保存在堆中其好处也是显而易见的。如Java编译器不需要知道从堆里需要分配多少存储区域,也不必知道存储的数据在堆里会存活多长时间。所以在拦磨堆里分配存储有很大的灵活性。当需要对象时,我们可以使用New关键字建立一个对象。然后系统会自动给这个对象在堆中分配一个区域让其作为归宿。不过其最大的不足之处,就是在堆中创建租拦对象与分配存储区域,要比在堆栈中慢许多。鱼与熊掌不能兼得呀。
存储区域四:静态存储区域与常量存储区域
在Java对象中有一些特殊的元素。如有些元素是比较特别的(如利用关键字Static定义的变量)。这些变量对于其他对象来说,可能就是静态的。为了更好的管理这些变量,Java在内存中专门划分了一个静态存储区域来管理这些元素。这里的静态存储区域就是指在固定的位置存放应用程序运行时一直存在的数据。这里需要明确的一点就是,Java对象是不保存在这个地方的,而只是把对象中的一些特殊元素放置这里。由于位置固定,所以下次调用的时候就省去了查找的麻烦。为此其对于提供应用程序的性能是有利的。作为我们程序开发人员来说,在书写代码的时候,就需要灵活应用Static这个关键字。笔者的意见是,能用则用;不能用的时候也要想着法儿用。特别是有些元素用不用Static关键字时对于程序功能没有影响,此时我们要理直气壮的在元素前面加上Static关键字。
在Java对象中还有一类特殊的元素,我们叫做常量。由于常量的值是稳定不变的,如圆周率。为此把他们放在代码的内部是可行的。不过有些时候,在进行一些嵌入式系统开发的时候,我们往往不这么做。而是会把常量元素跟代码分开来保存。如我们会根据情况把常量的值存放在一些只读存储器中。这主要是为了一些特殊的功能考虑的。如出于版权控制的需要。如在打印机上为了保护原装耗材的版权,往往把常量跟代码分开存放。
存储区域五:非RAM存储
有时候,有些程序运行所需要的数据我们还会放置在其他地方。如在一些系统中需要用到流对象,这个对象的数据并没有保存在上面所谈到的任何一个存储区域,这个对象直接被转为为字节流,发送到其他的主机上去了。另外有一种叫做持久化的对象,其是被存储在硬盘中的。这些对象平时在应用程序开发过程中用到的并不是很多,大家只需要了解有这些对象的存在即可。等到需要用到的时候,再去深入研究也不迟。
从上面的分析中我们可以看到,对象的归属我们程序开发人员很难控制。寄存器是编译器来管理的。而堆与堆栈又基本上受到开发平台的限制,我们程序人员也没有这个能耐来干涉他们。其实我们主要能够调整与控制的就是第四个存储区域,即静态存储与常量存储。笔者的建议是,对于非嵌入式程序,能够利用静态存储来实现的,就尽量采用静态存储。而对于常量来说,需要根据需要实现的功能来判断是否需要把常量存储在只读存储器中。有时候对于版权的保护等等需要用到这个只读存储器。
‘伍’ java中,静态方法被调用是,存储在内存的哪个区域是栈还是放大区还是两者都有
在JDK8之前,静态成员(静态变量和静态方法)都是存储在方法区(永久代)中的静态区中(这里指类被加载后,静态成员的存储位置)。但在JDK8之后,永久代被移除了,取而代之的是元空间(metaspace)。但元空间中存储的主要是.class文件的元数据信息,静态成员的存储位置由方法区转到了堆内存(heap)中。
不过,不管是JDK8,还是更早的版本中,静态方法的执行(不仅仅是静态方法,还有普通的成员方法)都是在栈内存(stack)中进行的。每个线程都会在栈内存中开辟一个栈,在调用方法时,对应的方法都会在执行这个方法的线程的栈中创建一个“栈帧”,栈帧中保存了局部变量表(基本数据类型和对象引用)、操作数栈、动态连接和返回地址等信息。等到方法执行完毕,栈帧被销毁,对应的内存也将被释放。