1. 什么是 JDK?
JDK(Java Development Kit)是一个软件开发工具包,它提供了开发 Java 应用程序所需的所有工具、编译器和库的集合。
2. 静态变量是什么?
静态变量,也被称为类变量,是在类的定义中使用 static 关键字声明的变量。静态变量存储在内存中的数据区域,与其他全局变量相似,因此它们的生命周期和应用程序的生命周期相同。在一个类中所有的实例都可以访问和更改静态变量,它们被所有类实例共享,而不是每个实例都有一份属于自己的变量副本。
3. 不同 JDK 版本静态变量存储位置的原理
不同 JDK 版本使用不同的 JVM 实现,并且不同的操作系统上 JVM 的行为也会有所不同。使用 JVM 内存模型概念来解释,不同的版本和实现 JVM 的具体方式也不同。对于静态变量,每个 JVM 实现可能会将它们存储在不同的位置。
3.1 早期 JDK 环境
在早期版本的 JDK 中,JVM 使用了方法区来存储静态变量。在 Java 6 及之前的版本中,方法区本质上是一个永久代(PermGen),它又被称为静态存储区,它是 JVM 内存模型中的一个区域,它负责存储类内的常量、静态变量、类的信息和方法信息等。这个区域的生命周期与 JVM 的生命周期相同,它的大小可以通过启动参数配置。静态变量存储在该区域的某个位置,以供所有类实例访问。
3.2 JDK 8 及之后版本
在 Java 8 及之后的版本中,永久代被 Metaspace 所替代,而 Metaspace 已被放置在堆中。所以,在这些版本中,静态变量被存储在堆中。Metaspace 是 JVM 中的一块内存区域,它用于存储类信息和 JIT 编译器生成的代码,其大小也可以通过启动参数来设置。在较新的版本中,JVM 已经使用了一种叫做“CompressedClassSpace”的技术来节省 Metaspace 的内存使用。
4. 静态变量存储位置的实验
这里给出一个简单的实验来验证不同 JDK 版本静态变量存储位置不同的事实。
在 Java 6 及之前的版本中,我们可以通过下面的代码来验证静态变量存储在方法区中:
public class StaticVariable { private static int count = 0; public StaticVariable() { count++; } public static int getCount() { return count; } }
下面是验证代码:
for(int i = 0; i < 10; i++) { StaticVariable sv = new StaticVariable(); } System.out.println("StaticVariable Count: " + StaticVariable.getCount());
由于该版本的 JVM 使用的是 PermGen 作为方法区,在执行上述代码后,我们可以在输出信息中看到静态变量存储到了方法区:
StaticVariable Count: 10
在 Java 7 及之后的版本中,我们可以通过下面的代码来验证静态变量存储在堆中:
public class StaticVariable { private static int count = 0; public StaticVariable() { count++; } public static int getCount() { return count; } }
下面是验证代码:
for(int i = 0; i < 10; i++) { StaticVariable sv = new StaticVariable(); } System.out.println("StaticVariable Count: " + StaticVariable.getCount());
由于该版本的 JVM 使用的是 Metaspace 作为堆中的一部分,在执行上述代码后,我们可以在输出信息中看到静态变量存储在堆中:
StaticVariable Count: 10
5. 总结
我们从以上可以看出,JDK 版本不同,JVM 对静态变量的管理方式不同,因此静态变量所存储的位置也不同。在 Java 6 之前,静态变量存储在 JVM 的方法区中,而在 Java 7 之后的版本中,静态变量存储在 JVM 的堆中。来自同一 JDK 版本的 JVM 实现将在存储静态变量的方式上保持一致。了解 JVM 对 Java 中不同类型的变量的处理方式有助于我们编写更健壮、更高效的 Java 代码。