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JVM基础:深入学习JVM堆与JVM栈

李星
 李星
发布于 2014/06/04 12:22
字数 2080
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以前堆是干啥栈是干啥都知道,就是没连在一起想想。感觉讲的不错的一篇儿~~JVM栈解决程序的运行问题,即程序如何执行,或者说如何处理数据;JVM堆解决的是数据存储的问题,即数据怎么放、放在哪儿,另外JVM堆中存的是对象。JVM栈中存的是基本数据类型和JVM堆中对象的引用。

JVM基础概念:JVM堆与JVM栈

数据类型

Java虚拟机中,数据类型可以分为两类:基本类型和引用类型。基本类型的变量保存原始值,即:他代表的值就是数值本身;而引用类型的变量保存引用值。“引用值”代表了某个对象的引用,而不是对象本身,对象本身存放在这个引用值所表示的地址的位置。

基本类型包括:byte,short,int,long,char,float,double,Boolean,returnAddress

引用类型包括:类类型,接口类型和数组。

JVM堆与JVM栈

JVM堆和JVM栈是程序运行的关键,很有必要把他们的关系说清楚。

JVM堆和JVM栈


JVM栈是运行时的单位,而JVM堆是存储的单位。

JVM栈解决程序的运行问题,即程序如何执行,或者说如何处理数据;JVM堆解决的是数据存储的问题,即数据怎么放、放在哪儿。

在Java中一个线程就会相应有一个线程JVM栈与之对应,这点很容易理解,因为不同的线程执行逻辑有所不同,因此需要一个独立的线程JVM栈。而 JVM堆则是所有线程共享的。JVM栈因为是运行单位,因此里面存储的信息都是跟当前线程(或程序)相关信息的。包括局部变量、程序运行状态、方法返回值 等等;而JVM堆只负责存储对象信息。

为什么要把JVM堆和JVM栈区分出来呢?JVM栈中不是也可以存储数据吗?

第一,从软件设计的角度看,JVM栈代表了处理逻辑,而JVM堆代表了数据。这样分开,使得处理逻辑更为清晰。分而治之的思想。这种隔离、模块化的思想在软件设计的方方面面都有体现。

第二,JVM堆与JVM栈的分离,使得JVM堆中的内容可以被多个JVM栈共享(也可以理解为多个线程访问同一个对象)。这种共享的收益是很多的。 一方面这种共享提供了一种有效的数据交互方式(如:共享内存),另一方面,JVM堆中的共享常量和缓存可以被所有JVM栈访问,节省了空间。

第三,JVM栈因为运行时的需要,比如保存系统运行的上下文,需要进行地址段的划分。由于JVM栈只能向上增长,因此就会限制住JVM栈存储内容的 能力。而JVM堆不同,JVM堆中的对象是可以根据需要动态增长的,因此JVM栈和JVM堆的拆分,使得动态增长成为可能,相应JVM栈中只需记录JVM 堆中的一个地址即可。

第四,面向对象就是JVM堆和JVM栈的完美结合。其实,面向对象方式的程序与以前结构化的程序在执行上没有任何区别。但是,面向对象的引入,使得 对待问题的思考方式发生了改变,而更接近于自然方式的思考。当我们把对象拆开,你会发现,对象的属性其实就是数据,存放在JVM堆中;而对象的行为(方 法),就是运行逻辑,放在JVM栈中。我们在编写对象的时候,其实即编写了数据结构,也编写的处理数据的逻辑。不得不承认,面向对象的设计,确实很美。

在Java中,Main函数就是JVM栈的起始点,也是程序的起始点。

程序要运行总是有一个起点的。同C语言一样,java中的Main就是那个起点。无论什么java程序,找到main就找到了程序执行的入口:)

JVM堆中存什么?JVM栈中存什么?

JVM堆中存的是对象。JVM栈中存的是基本数据类型和JVM堆中对象的引用。一个对象的大小是不可估计的,或者说是可以动态变化的,但是在JVM栈中,一个对象只对应了一个4btye的引用(JVM堆JVM栈分离的好处:))。

为什么不把基本类型放JVM堆中呢?因为其占用的空间一般是1~8个字节——需要空间比较少,而且因为是基本类型,所以不会出现动态增长的情况—— 长度固定,因此JVM栈中存储就够了,如果把他存在JVM堆中是没有什么意义的(还会浪费空间,后面说明)。可以这么说,基本类型和对象的引用都是存放在 JVM栈中,而且都是几个字节的一个数,因此在程序运行时,他们的处理方式是统一的。但是基本类型、对象引用和对象本身就有所区别了,因为一个是JVM栈 中的数据一个是JVM堆中的数据。最常见的一个问题就是,Java中参数传递时的问题。

Java中的参数传递时传值呢?还是传引用?

要说明这个问题,先要明确两点:

1.不要试图与C进行类比,Java中没有指针的概念

2.程序运行永远都是在JVM栈中进行的,因而参数传递时,只存在传递基本类型和对象引用的问题。不会直接传对象本身。

明确以上两点后。Java在方法调用传递参数时,因为没有指针,所以它都是进行传值调用(这点可以参考C的传值调用)。因此,很多书里面都说Java是进行传值调用,这点没有问题,而且也简化的C中复杂性。

但是传引用的错觉是如何造成的呢?在运行JVM栈中,基本类型和引用的处理是一样的,都是传值,所以,如果是传引用的方法调用,也同时可以理解为 “传引用值”的传值调用,即引用的处理跟基本类型是完全一样的。但是当进入被调用方法时,被传递的这个引用的值,被程序解释(或者查找)到JVM堆中的对 象,这个时候才对应到真正的对象。如果此时进行修改,修改的是引用对应的对象,而不是引用本身,即:修改的是JVM堆中的数据。所以这个修改是可以保持的 了。

对象,从某种意义上说,是由基本类型组成的。可以把一个对象看作为一棵树,对象的属性如果还是对象,则还是一颗树(即非叶子节点),基本类型则为树 的叶子节点。程序参数传递时,被传递的值本身都是不能进行修改的,但是,如果这个值是一个非叶子节点(即一个对象引用),则可以修改这个节点下面的所有内 容。

JVM堆和JVM栈中,JVM栈是程序运行最根本的东西。程序运行可以没有JVM堆,但是不能没有JVM栈。而JVM堆是为JVM栈进行数据存储服务,说白了JVM堆就是一块共享的内存。不过,正是因为JVM堆和JVM栈的分离的思想,才使得Java的垃圾回收成为可能。

Java中,JVM栈的大小通过-Xss来设置,当JVM栈中存储数据比较多时,需要适当调大这个值,否则会出现java.lang.StackOverflowError异常。常见的出现这个异常的是无法返回的递归,因为此时JVM栈中保存的信息都是方法返回的记录点。

本文转载自:http://www.cnblogs.com/shitouer/archive/2012/10/12/2721824.html

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