In diesem Artikel wird hauptsächlich das Funktionsprinzip ausführlich erläutert, indem der Stapel, der Heap und der konstante Pool der Java-Speicherzuweisung analysiert werden.
1. Speicherprototyp der Java Virtual Machine
Registrieren: Wir haben keine Kontrolle über das Programm. Speichert grundlegende Datentypen und Objektreferenzen, aber das Objekt selbst wird nicht auf dem Stapel gespeichert, sondern im Heap. Speichert die mit der neuen Domäne generierten Daten : Wird im statischen Member-Konstantenpool gespeichert, der mit static: Speichert Nicht-RAM-Speicher: permanenter Speicherplatz wie die Festplatte.
2. Konstanter Pool
Der Konstantenpool bezieht sich auf den Konstantenpool, der zur Kompilierungszeit ermittelt und im kompilierten Speicher gespeichert wird. Einige Daten in der Klassendatei. Zusätzlich zu den konstanten Werten (final), die verschiedene im Code definierte Grundtypen (z. B. int, long usw.) und Objekttypen (z. B. String und Arrays) enthalten, enthält er auch einige symbolische Referenzen in Textform , wie zum Beispiel:
1. Vollqualifizierte Namen von Klassen und Schnittstellen;
2. Feldname und Deskriptor;
3. Methoden, Namen und Deskriptoren.
Die virtuelle Maschine muss für jeden geladenen Typ einen konstanten Pool verwalten. Der Konstantenpool ist ein geordneter Satz von Konstanten, die von diesem Typ verwendet werden, einschließlich direkter Konstanten (String-, Ganzzahl- und Gleitkommakonstanten) und symbolischer Verweise auf andere Typen, Felder und Methoden. Bei String-Konstanten liegen ihre Werte im Konstantenpool. Der Konstantenpool in der JVM liegt in Form einer Tabelle im Speicher vor. Für den String-Typ gibt es eine Tabelle mit fester Länge, die zum Speichern literaler String-Werte verwendet wird. Hinweis: Diese Tabelle speichert nur literale String-Werte, keine Symbole . Vor diesem Hintergrund sollten Sie den Speicherort von Zeichenfolgenwerten im Konstantenpool genau kennen. Wenn das Programm ausgeführt wird, wird der Konstantenpool im Methodenbereich und nicht im Heap gespeichert.
3. Stack in Java-Speicherzuweisung
Die Grundeinheit des Stapels ist der Frame (oder Stapelrahmen): Immer wenn ein Java-Thread ausgeführt wird, weist die Java Virtual Machine dem Thread einen Java-Stack zu. Wenn der Thread eine bestimmte Java-Methode ausführt, schiebt er einen Frame in den Java-Stack. Dieser Frame wird zum Speichern von Parametern, lokalen Variablen, Operanden, Zwischenergebnissen usw. verwendet. Wenn die Ausführung dieser Methode abgeschlossen ist, wird der Frame vom Stapel entfernt. Alle Daten auf dem Java-Stack sind privat und kein anderer Thread kann auf die Stack-Daten des Threads zugreifen. Einige in der Funktion definierte Grundtypen variabler Daten und Objektreferenzvariablen werden im Stapelspeicher der Funktion zugewiesen. Wenn eine Variable in einem Codeblock definiert wird, weist Java Speicherplatz für die Variable auf dem Stapel zu. Wenn die Variable den Gültigkeitsbereich verlässt, gibt Java automatisch den für die Variable zugewiesenen Speicherplatz frei und der Speicherplatz kann sofort verwendet werden. für andere Zwecke verwendet werden.
4. Heap in der Java-Speicherzuweisung
Der Heap in der Java Virtual Machine wird zum Speichern von neu erstellten Objekten und Arrays verwendet. Der im Heap zugewiesene Speicher wird vom automatischen Garbage-Collection-Mechanismus der Java Virtual Machine verwaltet. Vereinfacht ausgedrückt wird der Heap im Vergleich zum Stapel hauptsächlich zum Speichern von Java-Objekten verwendet, und der Stapel wird hauptsächlich zum Speichern von Objektreferenzen verwendet ... Nachdem ein Array oder Objekt im Heap generiert wurde, kann auch eine spezielle Variable erstellt werden im Stapel definiert, sodass der Wert dieser Variablen im Stapel der ersten Adresse des Arrays oder Objekts im Heapspeicher entspricht. Diese Variable im Stapel wird zur Referenzvariablen des Arrays oder Objekts. Eine Referenzvariable entspricht der Angabe eines Namens für ein Array oder Objekt. Sie können dann die Referenzvariable im Stapel verwenden, um auf das Array oder Objekt im Heap im Programm zuzugreifen. Eine Referenzvariable entspricht der Benennung eines Arrays oder Objekts.
Referenzvariablen sind gewöhnliche Variablen, die bei der Definition auf dem Stapel zugewiesen werden. Die Referenzvariablen werden freigegeben, nachdem das Programm außerhalb seines Gültigkeitsbereichs ausgeführt wurde. Die Arrays und Objekte selbst werden im Heap zugewiesen. Auch wenn das Programm außerhalb des Codeblocks ausgeführt wird, in dem sich die Anweisung befindet, die das Array oder Objekt mit new generiert, wird der vom Array und Objekt selbst belegte Speicher nicht freigegeben Objekte haben keine Referenzvariablen, die auf sie verweisen, sie werden zu Müll und können nicht mehr verwendet werden, aber sie belegen immer noch den Speicherplatz und werden zu einem unbestimmten Zeitpunkt später vom Garbage Collector gesammelt (freigegeben). Dies ist auch der Grund, warum Java mehr Speicher beansprucht. Tatsächlich verweisen Variablen im Stapel auf Variablen im Heapspeicher. Dies ist ein Zeiger in Java!
Der Heap von Java ist ein Laufzeitdatenbereich, aus dem Klassenobjekte Speicherplatz zuweisen. Diese Objekte werden durch Anweisungen wie new, newaray, anewarray und multianewarray erstellt und erfordern keine explizite Freigabe des Programmcodes. Der Heap wird durch Garbage Collection gesammelt Verantwortlich, der Vorteil des Heaps besteht darin, dass er die Speichergröße dynamisch zuweisen kann und die Lebensdauer dem Compiler nicht im Voraus mitgeteilt werden muss, da er zur Laufzeit dynamisch Speicher zuweist und der Garbage Collector von Java diese nicht mehr verwendeten automatisch sammelt Der Nachteil besteht jedoch darin, dass die Zugriffsgeschwindigkeit aufgrund der Notwendigkeit, Speicher zur Laufzeit dynamisch zuzuweisen, langsam ist.
Der Vorteil des Stapels besteht darin, dass die Zugriffsgeschwindigkeit schneller ist als die des Heaps, nur nach dem Register, und dass die Stapeldaten gemeinsam genutzt werden können. Der Nachteil besteht jedoch darin, dass die Größe und Lebensdauer der im Stapel gespeicherten Daten bestimmt werden muss und es an Flexibilität mangelt. Der Stapel speichert hauptsächlich einige Grundtypen variabler Daten (int, short, long, byte, float, double, boolean, char) und Objekthandles (Referenzen).
Eine sehr wichtige Besonderheit des Stacks besteht darin, dass die im Stack gespeicherten Daten gemeinsam genutzt werden können. Angenommen, wir definieren auch:
int a=3; int b=3; Der Compiler verarbeitet zunächst int a = 3; er erstellt einen Verweis auf die Variable a auf dem Stapel und prüft dann, ob sich auf dem Stapel ein Wert von 3 befindet. Es wird 3 eingestellt. Speichern Sie es und zeigen Sie dann a auf 3. Verarbeiten Sie dann int b = 3, nachdem die Referenzvariable von b erstellt wurde, da sich bereits ein Wert von 3 auf dem Stapel befindet, wird b direkt auf 3 gezeigt. Auf diese Weise erscheinen a und b gleichzeitig. Beide weisen auf den Fall 3 hin.
Wenn zu diesem Zeitpunkt erneut a=4 gesetzt ist, sucht der Compiler erneut, ob sich ein 4-Wert im Stapel befindet, und setzt einen Punkt auf 4, falls dieser bereits vorhanden ist wird direkt auf diese Adresse verweisen. Daher haben Änderungen im Wert von a keinen Einfluss auf den Wert von b.
Es ist zu beachten, dass sich diese Art der Datenfreigabe von der gemeinsamen Nutzung der Referenzen zweier Objekte unterscheidet, die gleichzeitig auf ein Objekt verweisen, da in diesem Fall die Änderung von a keine Auswirkungen auf b hat und vom Compiler abgeschlossen wird ist vorteilhaft, um Platz zu sparen. Wenn eine Objektreferenzvariable den internen Zustand des Objekts ändert, wirkt sich dies auf eine andere Objektreferenzvariable aus.