Java回归线之→堆栈

简介:
   1 . 栈(stack)与堆(heap)都是Java用来在Ram中存放数据的地点 。与C++不同,Java自动管理栈和堆,程序员不能直接地配置 栈或堆。       
     
2 . 栈的优势是,存取速度比堆要快,仅次于直接位于CPU中的寄存器。但缺点是,存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的,缺乏灵活性。另外,栈数据可以共享,详见第 3 点。堆的优势是可以动态地分配内存大小,生存期也不必事先告诉编译器,Java的垃圾收集器会自动收走这些不再运用 的数据。但缺点是,由于要在运行时动态分配内存,存取速度较慢。      
     
3 . Java中的数据类型有两种。      
     
一种是基本类型(primitive types), 共有8 种,即 int ,  short ,  long ,  byte ,  float ,  double ,  boolean ,  char (留心 ,并没有string的基本类型)。这种类型的定义是通过诸如 int  a =  3 ;  long  b = 255L;的形式来定义的,称为自动变量。值得留心 的是,自动变量存的是字面值,不是类的实例,即不是类的引用,这里并没有类的存在。如 int  a =  3 ; 这里的a是一个指向 int 类型的引用,指向 3 这个字面值。这些字面值的数据,由于大小可知,生存期可知(这些字面值固定定义在某个程序块里面,程序块退出后,字段值就消散 了),出于追求速度的原由 ,就存在于栈中。      
     
另外,栈有一个很主要 的特殊性,就是存在栈中的数据可以共享。假设我们同时定义:      
     
int  a =  3 ;       
int  b =  3 ;       
     
编译器先处理int  a =  3 ;首先它会在栈中建立 一个变量为a的引用,然后查找有没有字面值为 3 的地址,没找到,就开辟一个存放 3 这个字面值的地址,然后将a指向 3 的地址。接着处理 int  b =  3 ;在建立 完b的引用变量后,由于在栈中已经有 3 这个字面值,便将b直接指向 3 的地址。这样,就出现了a与b同时均指向 3 的情况。
  特别留心 的是,这种字面值的引用与类对象的引用不同。假定两个类对象的引用同时指向一个对象,如果一个对象引用变量修改了这个对象的内部状态,那么另一个对象引用变量也即刻反映出这个变化。相反,通过字面值的引用来修改其值,不会导致另一个指向此字面值的引用的值也跟着改动 的情况。如上例,我们定义完a 与b的值后,再令a=4 ;那么,b不会等于 4 ,还是等于 3 。在编译器内部,遇到a= 4 ;时,它就会重新搜索栈中能不能 有 4 的字面值,如果没有,重新开辟地址存放 4 的值;如果已经有了,则直接将a指向这个地址。因此a值的改动 不会影响到b的值。      
     
另一种是包装类数据,如Integer, String, Double等将相应的基本数据类型包装起来的类。这些类数据全部存在于堆中,Java用new ()语句来显示地告诉编译器,在运行时才根据须要 动态建立 ,因此比较灵活,但缺点是要占用更多的时间。  4 . String是一个特殊的包装类数据。即可以用String str =  new  String( "abc" );的形式来建立 ,也可以用String str =  "abc" ;的形式来建立 (作为比较 ,在JDK  5.0 之前,你从未见过Integer i =  3 ;的表达式,因为类与字面值是不能通用的,除了String。而在JDK  5.0 中,这种表达式是可以的!因为编译器在后台执行 Integer i =  new  Integer( 3 )的转换)。前者是规范的类的建立 流程 ,即在Java中,一切都是对象,而对象是类的实例,全部通过 new ()的形式来建立 。Java中的有些类,如DateFormat类,可以通过该类的getInstance()要领 来返回一个新建立 的类,似乎违反了此原则。其实不然。该类运用了单例模式来返回类的实例,只不过这个实例是在该类内部通过 new ()来建立 的,而getInstance()向外部潜藏 了此细节。那为什么在String str =  "abc" ;中,并没有通过 new ()来建立 实例,是不是违反了上述原则?其实没有。      
     
5 . 关于String str =  "abc" 的内部工作。Java内部将此语句转化为以下多个 步骤:      
     
(1 )先定义一个名为str的对String类的对象引用变量:String str;      
     
(2 )在栈中查找有没有存放值为 "abc" 的地址,如果没有,则开辟一个存放字面值为 "abc" 的地址,接着建立 一个新的String类的对象o,并将o的字符串值指向这个地址,而且在栈中这个地址旁边记下这个引用的对象o。如果已经有了值为 "abc" 的地址,则查找对象o,并返回o的地址。
  (3 )将str指向对象o的地址。      
     
值得留心 的是,一般String类中字符串值都是直接存值的。但像String str = "abc" ;这种场合下,其字符串值却是保存了一个指向存在栈中数据的引用!      
     
为了更好地说明这个疑问 ,我们可以通过以下的多个 代码执行 验证。      
     
String str1 = "abc" ;      
String str2 = "abc" ;      
System.out.println(str1==str2); //true        
     
留心 ,我们这里并不用str1.equals(str2);的方式,因为这将比较两个字符串的值能不能 相等。==号,根据JDK的说明,只有在两个引用都指向了同一个对象时才返回真值。而我们在这里要看的是,str1与str2能不能 都指向了同一个对象。      
结果说明,JVM建立 了两个引用str1和str2,但只建立 了一个对象,而且两个引用都指向了这个对象。      
     
我们再来更进一步,将以上代码改成:      
     
String str1 = "abc" ;      
String str2 = "abc" ;      
str1 = "bcd" ;      
System.out.println(str1 + ","  + str2);  //bcd, abc       
System.out.println(str1==str2); //false        
     
这就是说,赋值的变化导致了类对象引用的变化,str1指向了另外一个新对象!而str2仍旧指向原来的对象。上例中,当我们将str1的值改为"bcd" 时,JVM发觉 在栈中没有存放该值的地址,便开辟了这个地址,并建立 了一个新的对象,其字符串的值指向这个地址。 
  事实上,String类被设计成为不可改动 (immutable)的类。如果你要改动 其值,可以,但JVM在运行时根据新值悄悄建立 了一个新对象,然后将这个对象的地址返回给原来类的引用。这个建立 流程 虽说是完全自动执行 的,但它毕竟占用了更多的时间。在对时间要求比较敏感的环境中,会带有一定的不良影响。      
     
再修改原来代码:      
     
String str1 = "abc" ;      
String str2 = "abc" ;      
     
str1 = "bcd" ;      
     
String str3 = str1;      
System.out.println(str3); //bcd       
     
String str4 = "bcd" ;      
System.out.println(str1 == str4); //true        
     
str3这个对象的引用直接指向str1所指向的对象(留心 ,str3并没有建立 新对象)。当str1改完其值后,再建立 一个String的引用 str4,并指向因str1修改值而建立 的新的对象。可以发觉 ,这回str4也没有建立 新的对象,从而再次实现栈中数据的共享。      
     
我们再接着看以下的代码。      
     
String str1 = new  String( "abc" );      
String str2 = "abc" ;      
System.out.println(str1==str2); //false        
     
建立 了两个引用。建立 了两个对象。两个引用分别指向不同的两个对象。
String str1 = "abc" ;      
String str2 = new  String( "abc" );      
System.out.println(str1==str2); //false        
     
建立 了两个引用。建立 了两个对象。两个引用分别指向不同的两个对象。      
     
以上两段代码说明,只要是用new ()来新建对象的,都会在堆中建立 ,而且其字符串是单独存值的,即使与栈中的数据相同,也不会与栈中的数据共享。      
     
6 . 数据类型包装类的值不可修改。不仅仅是String类的值不可修改,所有的数据类型包装类都不能修改 其内部的值。 
    
    7 . 结论与建议:      
     
(1 )我们在运用 诸如String str =  "abc" ;的格式定义类时,总是想当然地认为,我们建立 了String类的对象str。担心陷阱!对象可能并没有被建立 !唯一可以肯定的是,指向String类的引用被建立 了。至于这个引用到底能不能 指向了一个新的对象,必须根据上下文来考虑,除非你通过 new ()要领 来显要地建立 一个新的对象。因此,更为准确的说法是,我们建立 了一个指向String类的对象的引用变量str,这个对象引用变量指向了某个值为 "abc" 的String类。清醒地认识到这一点对排除程序中难以发觉 的bug是很有帮助的。      
     
(2 )运用 String str =  "abc" ;的方式,可以在一定程度上提高程序的运行速度,因为JVM会自动根据栈中数据的实际情况来决定能不能 有必要建立 新对象。而对于String str =  new  String( "abc" );的代码,则一概在堆中建立 新对象,而不管其字符串值能不能 相等,能不能 有必要建立 新对象,从而加重了程序的负担。这个思想应该是享元模式的思想,但JDK的内部在这里实现能不能 使用 了这个模式,不得而知。      
     
(3 )当比较包装类里面的数值能不能 相等时,用equals()要领 ;当测试两个包装类的引用能不能 指向同一个对象时,用==。

  (4 )由于String类的immutable性质,当String变量须要 经常变换其值时,应该考虑运用 StringBuffer类,以提高程序效率。


本文转自chainli 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/lichen/259040,如需转载请自行联系原作者
相关文章
|
5月前
|
存储 Java 程序员
Java 最常见的面试题:说一下堆栈的区别?
Java 最常见的面试题:说一下堆栈的区别?
|
7月前
|
存储 算法 Java
Java中的堆栈和堆内存
Java中的堆栈和堆内存
63 0
|
8月前
|
存储 Java 编译器
【JavaSE专栏17】用最简单的方法,实现 Java 的堆栈
【JavaSE专栏17】用最简单的方法,实现 Java 的堆栈
101 0
|
9月前
|
存储 Java
数据结构(1)线性结构——数组、链表、堆栈、队列(介绍和JAVA代码实现)
1.1.线性表 线性表是指由同种元素构成的有序且线性的一种数据结构,由于其有序且线性的特点,可以抽象出对其的一个操作集:
53 0
|
9月前
|
Java Linux 测试技术
《深入理解Java虚拟机》读书笔记(三)--堆栈异常代码示例
《深入理解Java虚拟机》读书笔记(三)--堆栈异常代码示例
82 0
|
存储 Java 编译器
【Java】堆(heap)、栈(stack)和方法区(method)
【Java】堆(heap)、栈(stack)和方法区(method)
91 0
【Java】堆(heap)、栈(stack)和方法区(method)
|
存储 安全 Java
java存储机制(堆、栈、方法区)
java存储机制(堆、栈、方法区)
117 0
java存储机制(堆、栈、方法区)
|
存储 Java
Java集合框架-Collection01-堆栈
Java集合框架-Collection01-堆栈
Java集合框架-Collection01-堆栈
|
存储 Java C++
基于堆栈内存详析 Java函数形参是传值还是引用? | C++指针与Java引用的区别 | C++引用、指针等之间的区别 | C++与Java类的实例化的区别
基于堆栈内存详析 Java函数形参是传值还是引用? | C++指针与Java引用的区别 | C++引用、指针等之间的区别 | C++与Java类的实例化的区别
|
Java
Appium问题解决方案(6)- Java堆栈错误:java.lag.ClassNotFoundException:org.eclipse.swt.widets.Control
Appium问题解决方案(6)- Java堆栈错误:java.lag.ClassNotFoundException:org.eclipse.swt.widets.Control
80 0
Appium问题解决方案(6)- Java堆栈错误:java.lag.ClassNotFoundException:org.eclipse.swt.widets.Control

相关产品

  • 云迁移中心