當(dāng)前位置：|
Java棧與堆 堆:順序隨意 棧:后進(jìn)先出(Last-in/First-Out). Java的堆是一個(gè)運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū),類的對(duì)象從中分配空間。這些對(duì)象通過new、newarray、anewarray和multianewarray等指令建立，它們不需要程序代碼來顯式的釋放。堆是由垃圾回收來負(fù)責(zé)的，堆的優(yōu)勢(shì)是可以動(dòng)態(tài)地分配內(nèi)存大小，生存期也不必事先告訴編譯器，因?yàn)樗窃谶\(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存的，Java的垃圾收集器會(huì)自動(dòng)收走這些不再使用的數(shù)據(jù)。但缺點(diǎn)是，由于要在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存，存取速度較慢. 棧的優(yōu)勢(shì)是，存取速度比堆要快，僅次于寄存器，棧數(shù)據(jù)可以共享。但缺點(diǎn)是，存在棧中的數(shù)據(jù)大小與生存期必須是確定的，缺乏靈活性。棧中主要存放一些基本類型的變量（int, short, long, byte, float, double, boolean, char）和對(duì)象句柄。 1. 棧(stack)與堆(heap)都是Java用來在Ram中存放數(shù)據(jù)地方。與C++不同，Java自動(dòng)管理?xiàng)：投?，程序員不能直接地設(shè)置棧或堆。 2. 棧的優(yōu)勢(shì)是，存取速度比堆要快，僅次于直接位于CPU中的寄存器。但缺點(diǎn)是，存在棧中的數(shù)據(jù)大小與生存期必須是確定的，缺乏靈活性。另外，棧數(shù)據(jù)可以共 享，詳見第3點(diǎn)。堆的優(yōu)勢(shì)是可以動(dòng)態(tài)地分配內(nèi)存大小，生存期也不必事先告訴編譯器，Java的垃圾收集器會(huì)自動(dòng)收走這些不再使用的數(shù)據(jù)。但缺點(diǎn)是，由于要 在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存，存取速度較慢。 3. Java中的數(shù)據(jù)類型有兩種。 一 種是基本類型(primitive types), 共有8種，即int, short, long, byte, float, double, boolean, char(注意，并沒有string的基本類型)。這種類型的定義是通過諸如int a = 3; long b = 255L;的形式來定義的，稱為自動(dòng)變量。值得注意的是，自動(dòng)變量存的是字面值，不是類的實(shí)例，即不是類的引用，這里并沒有類的存在。如int a = 3; 這里的a是一個(gè)指向int類型的引用，指向3這個(gè)字面值。這些字面值的數(shù)據(jù)，由于大小可知，生存期可知(這些字面值固定定義在某個(gè)程序塊里面，程序塊退出 后，字段值就消失了)，出于追求速度的原因，就存在于棧中。 另外，棧有一個(gè)很重要的特殊性，就是存在棧中的數(shù)據(jù)可以共享。假設(shè)我們同時(shí)定義： 復(fù)制內(nèi)容到剪貼板代碼: int a = 3; int b = 3； 編 譯器先處理int a = 3；首先它會(huì)在棧中創(chuàng)建一個(gè)變量為a的引用，然后查找有沒有字面值為3的地址，沒找到，就開辟一個(gè)存放3這個(gè)字面值的地址，然后將a指向3的地址。接著處 理int b = 3；在創(chuàng)建完b的引用變量后，由于在棧中已經(jīng)有3這個(gè)字面值，便將b直接指向3的地址。這樣，就出現(xiàn)了a與b同時(shí)均指向3的情況。 特 別注意的是，這種字面值的引用與類對(duì)象的引用不同。假定兩個(gè)類對(duì)象的引用同時(shí)指向一個(gè)對(duì)象，如果一個(gè)對(duì)象引用變量修改了這個(gè)對(duì)象的內(nèi)部狀態(tài)，那么另一個(gè)對(duì) 象引用變量也即刻反映出這個(gè)變化。相反，通過字面值的引用來修改其值，不會(huì)導(dǎo)致另一個(gè)指向此字面值的引用的值也跟著改變的情況。如上例，我們定義完a與b 的值后，再令a=4；那么，b不會(huì)等于4，還是等于3。在編譯器內(nèi)部，遇到a=4；時(shí)，它就會(huì)重新搜索棧中是否有4的字面值，如果沒有，重新開辟地址存放 4的值；如果已經(jīng)有了，則直接將a指向這個(gè)地址。因此a值的改變不會(huì)影響到b的值。 另 一種是包裝類數(shù)據(jù)，如Integer, String, Double等將相應(yīng)的基本數(shù)據(jù)類型包裝起來的類。這些類數(shù)據(jù)全部存在于堆中，Java用new()語句來顯示地告訴編譯器，在運(yùn)行時(shí)才根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)創(chuàng) 建，因此比較靈活，但缺點(diǎn)是要占用更多的時(shí)間。 4. String是一個(gè)特殊的包裝類數(shù)據(jù)。即可以用String str = new String("abc");的形式來創(chuàng)建，也可以用String str = "abc"；的形式來創(chuàng)建(作為對(duì)比，在JDK 5.0之前，你從未見過Integer i = 3;的表達(dá)式，因?yàn)轭惻c字面值是不能通用的，除了String。而在JDK 5.0中，這種表達(dá)式是可以的！因?yàn)榫幾g器在后臺(tái)進(jìn)行Integer i = new Integer(3)的轉(zhuǎn)換)。前者是規(guī)范的類的創(chuàng)建過程，即在Java中，一切都是對(duì)象，而對(duì)象是類的實(shí)例，全部通過new()的形式來創(chuàng)建。Java 中的有些類，如DateFormat類，可以通過該類的getInstance()方法來返回一個(gè)新創(chuàng)建的類，似乎違反了此原則。其實(shí)不然。該類運(yùn)用了單 例模式來返回類的實(shí)例，只不過這個(gè)實(shí)例是在該類內(nèi)部通過new()來創(chuàng)建的，而getInstance()向外部隱藏了此細(xì)節(jié)。那為什么在String str = "abc"；中，并沒有通過new()來創(chuàng)建實(shí)例，是不是違反了上述原則？其實(shí)沒有。 5. 關(guān)于String str = "abc"的內(nèi)部工作。Java內(nèi)部將此語句轉(zhuǎn)化為以下幾個(gè)步驟： (1)先定義一個(gè)名為str的對(duì)String類的對(duì)象引用變量：String str； (2) 在棧中查找有沒有存放值為"abc"的地址，如果沒有，則開辟一個(gè)存放字面值為"abc"的地址，接著創(chuàng)建一個(gè)新的String類的對(duì)象o，并將o的字符 串值指向這個(gè)地址，而且在棧中這個(gè)地址旁邊記下這個(gè)引用的對(duì)象o。如果已經(jīng)有了值為"abc"的地址，則查找對(duì)象o，并返回o的地址。 (3)將str指向?qū)ο髈的地址。 值得注意的是，一般String類中字符串值都是直接存值的。但像String str = "abc"；這種場合下，其字符串值卻是保存了一個(gè)指向存在棧中數(shù)據(jù)的引用！ 為了更好地說明這個(gè)問題，我們可以通過以下的幾個(gè)代碼進(jìn)行驗(yàn)證。 復(fù)制內(nèi)容到剪貼板代碼: String str1 = "abc"; String str2 = "abc"; System.out.println(str1==str2); //true 注意，我們這里并不用str1.equals(str2)；的方式，因?yàn)檫@將比較兩個(gè)字符串的值是否相等。==號(hào)，根據(jù)JDK的說明，只有在兩個(gè)引用都指向了同一個(gè)對(duì)象時(shí)才返回真值。而我們?cè)谶@里要看的是，str1與str2是否都指向了同一個(gè)對(duì)象。 結(jié)果說明，JVM創(chuàng)建了兩個(gè)引用str1和str2，但只創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)象，而且兩個(gè)引用都指向了這個(gè)對(duì)象。 我們?cè)賮砀M(jìn)一步，將以上代碼改成： 復(fù)制內(nèi)容到剪貼板代碼: String str1 = "abc"; String str2 = "abc"; str1 = "bcd"; System.out.println(str1 + "," + str2); //bcd, abc System.out.println(str1==str2); //false 這就是說，賦值的變化導(dǎo)致了類對(duì)象引用的變化，str1指向了另外一個(gè)新對(duì)象！而str2仍舊指向原來的對(duì)象。上例中，當(dāng)我們將str1的值改為"bcd"時(shí)，JVM發(fā)現(xiàn)在棧中沒有存放該值的地址，便開辟了這個(gè)地址，并創(chuàng)建了一個(gè)新的對(duì)象，其字符串的值指向這個(gè)地址。 事 實(shí)上，String類被設(shè)計(jì)成為不可改變(immutable)的類。如果你要改變其值，可以，但JVM在運(yùn)行時(shí)根據(jù)新值悄悄創(chuàng)建了一個(gè)新對(duì)象，然后將這 個(gè)對(duì)象的地址返回給原來類的引用。這個(gè)創(chuàng)建過程雖說是完全自動(dòng)進(jìn)行的，但它畢竟占用了更多的時(shí)間。在對(duì)時(shí)間要求比較敏感的環(huán)境中，會(huì)帶有一定的不良影響。 再修改原來代碼： 復(fù)制內(nèi)容到剪貼板代碼: 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這個(gè)對(duì)象的引用直接指向str1所指向的對(duì)象(注意，str3并沒有創(chuàng)建新對(duì)象)。當(dāng)str1改完其值后，再創(chuàng)建一個(gè)String的引用str4，并指向因str1修改值而創(chuàng)建的新的對(duì)象?？梢园l(fā)現(xiàn)，這回str4也沒有創(chuàng)建新的對(duì)象，從而再次實(shí)現(xiàn)棧中數(shù)據(jù)的共享。 我們?cè)俳又匆韵碌拇a。 復(fù)制內(nèi)容到剪貼板代碼: String str1 = new String("abc"); String str2 = "abc"; System.out.println(str1==str2); //false 創(chuàng)建了兩個(gè)引用。創(chuàng)建了兩個(gè)對(duì)象。兩個(gè)引用分別指向不同的兩個(gè)對(duì)象。 String str1 = "abc"; String str2 = new String("abc"); System.out.println(str1==str2); //false 創(chuàng)建了兩個(gè)引用。創(chuàng)建了兩個(gè)對(duì)象。兩個(gè)引用分別指向不同的兩個(gè)對(duì)象。 以上兩段代碼說明，只要是用new()來新建對(duì)象的，都會(huì)在堆中創(chuàng)建，而且其字符串是單獨(dú)存值的，即使與棧中的數(shù)據(jù)相同，也不會(huì)與棧中的數(shù)據(jù)共享。 6. 數(shù)據(jù)類型包裝類的值不可修改。不僅僅是String類的值不可修改，所有的數(shù)據(jù)類型包裝類都不能更改其內(nèi)部的值。 7. 結(jié)論與建議： (1) 我們?cè)谑褂弥T如String str = "abc"；的格式定義類時(shí)，總是想當(dāng)然地認(rèn)為，我們創(chuàng)建了String類的對(duì)象str。擔(dān)心陷阱！對(duì)象可能并沒有被創(chuàng)建！唯一可以肯定的是，指向 String類的引用被創(chuàng)建了。至于這個(gè)引用到底是否指向了一個(gè)新的對(duì)象，必須根據(jù)上下文來考慮，除非你通過new()方法來顯要地創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象。因 此，更為準(zhǔn)確的說法是，我們創(chuàng)建了一個(gè)指向String類的對(duì)象的引用變量str，這個(gè)對(duì)象引用變量指向了某個(gè)值為"abc"的String類。清醒地認(rèn) 識(shí)到這一點(diǎn)對(duì)排除程序中難以發(fā)現(xiàn)的bug是很有幫助的。 (2) 使用String str = "abc"；的方式，可以在一定程度上提高程序的運(yùn)行速度，因?yàn)镴VM會(huì)自動(dòng)根據(jù)棧中數(shù)據(jù)的實(shí)際情況來決定是否有必要?jiǎng)?chuàng)建新對(duì)象。而對(duì)于String str = new String("abc")；的代碼，則一概在堆中創(chuàng)建新對(duì)象，而不管其字符串值是否相等，是否有必要?jiǎng)?chuàng)建新對(duì)象，從而加重了程序的負(fù)擔(dān)。這個(gè)思想應(yīng)該是 享元模式的思想，但JDK的內(nèi)部在這里實(shí)現(xiàn)是否應(yīng)用了這個(gè)模式，不得而知。 (3)當(dāng)比較包裝類里面的數(shù)值是否相等時(shí)，用equals()方法；當(dāng)測試兩個(gè)包裝類的引用是否指向同一個(gè)對(duì)象時(shí)，用==。 (4)由于String類的immutable性質(zhì)，當(dāng)String變量需要經(jīng)常變換其值時(shí)，應(yīng)該考慮使用StringBuffer類，以提高程序效率。 java中堆棧(stack)和堆(heap)【轉(zhuǎn)摘】 地址：http://blog.csdn.net/jerryao/archive/2006/07/04/874101.aspx 堆棧(stack)和堆(heap) （１）內(nèi)存分配的策略 按照編譯原理的觀點(diǎn),程序運(yùn)行時(shí)的內(nèi)存分配有三種策略,分別是靜態(tài)的,棧式的,和堆式的. 靜態(tài)存儲(chǔ)分配是指在編譯時(shí)就能確定每個(gè)數(shù)據(jù)目標(biāo)在運(yùn)行時(shí)刻的存儲(chǔ)空間需求,因而在編譯時(shí)就可以給他們分配固定的內(nèi)存空間.這種分配策略要求程序代碼中不允 許有可變數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(比如可變數(shù)組)的存在,也不允許有嵌套或者遞歸的結(jié)構(gòu)出現(xiàn),因?yàn)樗鼈兌紩?huì)導(dǎo)致編譯程序無法計(jì)算準(zhǔn)確的存儲(chǔ)空間需求. 棧式存儲(chǔ)分配也可稱為動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分配,是由一個(gè)類似于堆棧的運(yùn)行棧來實(shí)現(xiàn)的.和靜態(tài)存儲(chǔ)分配相反,在棧式存儲(chǔ)方案中,程序?qū)?shù)據(jù)區(qū)的需求在編譯時(shí)是完全未知 的,只有到運(yùn)行的時(shí)候才能夠知道,但是規(guī)定在運(yùn)行中進(jìn)入一個(gè)程序模塊時(shí),必須知道該程序模塊所需的數(shù)據(jù)區(qū)大小才能夠?yàn)槠浞峙鋬?nèi)存.和我們?cè)跀?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所熟知 的棧一樣,棧式存儲(chǔ)分配按照先進(jìn)后出的原則進(jìn)行分配。 靜態(tài)存 儲(chǔ)分配要求在編譯時(shí)能知道所有變量的存儲(chǔ)要求,棧式存儲(chǔ)分配要求在過程的入口處必須知道所有的存儲(chǔ)要求,而堆式存儲(chǔ)分配則專門負(fù)責(zé)在編譯時(shí)或運(yùn)行時(shí)模塊入 口處都無法確定存儲(chǔ)要求的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)存分配,比如可變長度串和對(duì)象實(shí)例.堆由大片的可利用塊或空閑塊組成,堆中的內(nèi)存可以按照任意順序分配和釋放. （２）堆和棧的比較 上面的定義從編譯原理的教材中總結(jié)而來,除靜態(tài)存儲(chǔ)分配之外,都顯得很呆板和難以理解,下面撇開靜態(tài)存儲(chǔ)分配,集中比較堆和棧: 從堆和棧的功能和作用來通俗的比較, 堆主要用來存放對(duì)象的，棧主要是用來執(zhí)行程序的 .而這種不同又主要是由于堆和棧的特點(diǎn)決定的: 在編程中，例如C/C++中，所有的方法調(diào)用都是通過棧來進(jìn)行的,所有的局部變量,形式參數(shù)都是從棧中分配內(nèi)存空間的。實(shí)際上也不是什么分配,只是從棧頂 向上用就行,就好像工廠中的傳送帶(conveyor belt)一樣,Stack Pointer會(huì)自動(dòng)指引你到放東西的位置,你所要做的只是把東西放下來就行.退出函數(shù)的時(shí)候，修改棧指針就可以把棧中的內(nèi)容銷毀.這樣的模式速度快, 當(dāng)然要用來運(yùn)行程序了.需要注意的是,在分配的時(shí)候,比如為一個(gè)即將要調(diào)用的程序模塊分配數(shù)據(jù)區(qū)時(shí),應(yīng)事先知道這個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)的大小,也就說是雖然分配是在程 序運(yùn)行時(shí)進(jìn)行的,但是分配的大小多少是確定的,不變的,而這個(gè)"大小多少"是在編譯時(shí)確定的,不是在運(yùn)行時(shí). 堆是應(yīng)用程序在運(yùn)行的時(shí)候請(qǐng)求操作系統(tǒng)分配給自己內(nèi)存，由于從操作系統(tǒng)管理的內(nèi)存分配,所以在分配和銷毀時(shí)都要占用時(shí)間，因此用堆的效率非常低.但是堆的 優(yōu)點(diǎn)在于,編譯器不必知道要從堆里分配多少存儲(chǔ)空間，也不必知道存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)要在堆里停留多長的時(shí)間,因此,用堆保存數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)得到更大的靈活性。事實(shí)上,面 向?qū)ο蟮亩鄳B(tài)性,堆內(nèi)存分配是必不可少的,因?yàn)槎鄳B(tài)變量所需的存儲(chǔ)空間只有在運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建了對(duì)象之后才能確定.在C++中，要求創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象時(shí)，只需用 new命令編制相關(guān)的代碼即可。執(zhí)行這些代碼時(shí)，會(huì)在堆里自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的保存.當(dāng)然，為達(dá)到這種靈活性，必然會(huì)付出一定的代價(jià):在堆里分配存儲(chǔ)空間時(shí)會(huì)花 掉更長的時(shí)間！這也正是導(dǎo)致我們剛才所說的效率低的原因,看來列寧同志說的好,人的優(yōu)點(diǎn)往往也是人的缺點(diǎn),人的缺點(diǎn)往往也是人的優(yōu)點(diǎn)(暈~). （３）JVM中的堆和棧 JVM是基于堆棧的虛擬機(jī).JVM為每個(gè)新創(chuàng)建的線程都分配一個(gè)堆棧.也就是說,對(duì)于一個(gè)Java程序來說，它的運(yùn)行就是通過對(duì)堆棧的操作來完成的。堆棧以幀為單位保存線程的狀態(tài)。JVM對(duì)堆棧只進(jìn)行兩種操作:以幀為單位的壓棧和出棧操作。 我們知道,某個(gè)線程正在執(zhí)行的方法稱為此線程的當(dāng)前方法.我們可能不知道,當(dāng)前方法使用的幀稱為當(dāng)前幀。當(dāng)線程激活一個(gè)Java方法,JVM就會(huì)在線程的 Java堆棧里新壓入一個(gè)幀。這個(gè)幀自然成為了當(dāng)前幀.在此方法執(zhí)行期間,這個(gè)幀將用來保存參數(shù),局部變量,中間計(jì)算過程和其他數(shù)據(jù).這個(gè)幀在這里和編譯 原理中的活動(dòng)紀(jì)錄的概念是差不多的. 從Java的這種分配機(jī)制來看,堆棧又可以這樣理解:堆棧(Stack)是操作系統(tǒng)在建立某個(gè)進(jìn)程時(shí)或者線程(在支持多線程的操作系統(tǒng)中是線程)為這個(gè)線程建立的存儲(chǔ)區(qū)域，該區(qū)域具有先進(jìn)后出的特性。 每一個(gè)Java應(yīng)用都唯一對(duì)應(yīng)一個(gè)JVM實(shí)例，每一個(gè)實(shí)例唯一對(duì)應(yīng)一個(gè)堆。應(yīng)用程序在運(yùn)行中所創(chuàng)建的所有類實(shí)例或數(shù)組都放在這個(gè)堆中,并由應(yīng)用所有的線程 共享.跟C/C++不同，Java中分配堆內(nèi)存是自動(dòng)初始化的。Java中所有對(duì)象的存儲(chǔ)空間都是在堆中分配的，但是這個(gè)對(duì)象的引用卻是在堆棧中分配,也 就是說在建立一個(gè)對(duì)象時(shí)從兩個(gè)地方都分配內(nèi)存，在堆中分配的內(nèi)存實(shí)際建立這個(gè)對(duì)象，而在堆棧中分配的內(nèi)存只是一個(gè)指向這個(gè)堆對(duì)象的指針(引用)而已。 static、final修飾符、內(nèi)部類和Java內(nèi)存分配 static修飾符 static用來修飾內(nèi)部類，方法，字段。修飾內(nèi)部類說明該內(nèi)部類屬于外部類而不屬于外部類的某個(gè)實(shí)例。修飾字段說明該字段屬于類而不屬于類實(shí)例。修飾方法說明該方法屬于類而不屬于類實(shí)例。 static修飾符能夠與屬性、方法和內(nèi)部類一起使用，表示靜態(tài)的。類中的靜態(tài)變量和靜態(tài)方法能夠與類名一起使用，不需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)類的對(duì)象來訪問該類的靜態(tài)成員，所以，static修飾的變量又稱作“類變量”。 static屬性的內(nèi)存分配 一個(gè)類中，一個(gè)static變量只會(huì)有一個(gè)內(nèi)存空間，雖然有多個(gè)類實(shí)例，但這些類實(shí)例中的這個(gè)static變量會(huì)共享同一個(gè)內(nèi)存空間。 static的變量是在類裝載的時(shí)候就會(huì)被初始化，即，只要類被裝載，不管是否使用了static變量，都會(huì)被初始化。 static的基本規(guī)則 ·一個(gè)類的靜態(tài)方法只能訪問靜態(tài)屬性 ·一個(gè)類的靜態(tài)方法不能直接調(diào)用非靜態(tài)方法 ·如訪問控制權(quán)限允許，static屬性和方法可以使用類名加“.”的方式調(diào)用，也可以使用實(shí)例加“.”的方式調(diào)用 ·靜態(tài)方法中不存在當(dāng)前對(duì)象，因而不能使用this，也不能使用super ·靜態(tài)方法不能被非靜態(tài)方法覆蓋 ·構(gòu)造方法不允許聲明為static的 注，非靜態(tài)變量只限于實(shí)例，并只能通過實(shí)例引用被訪問。 靜態(tài)初始器——靜態(tài)塊 靜態(tài)初始器是一個(gè)存在與類中方法外面的靜態(tài)塊，僅僅在類裝載的時(shí)候執(zhí)行一次，通常用來初始化靜態(tài)的類屬性。 final修飾符 在Java聲明類、屬性和方法時(shí)，可以使用關(guān)鍵字final來修飾，final所標(biāo)記的成分具有終態(tài)的特征，表示終的意思。 final的具體規(guī)則 ·final標(biāo)記的類不能被繼承 ·final標(biāo)記的方法不能被子類重寫 ·final標(biāo)記的變量（成員變量或局部變量）即成為常量，只能賦值一次 ·final標(biāo)記的成員變量必須在聲明的同時(shí)賦值，如果在聲明的時(shí)候沒有賦值，那么只有一次賦值的機(jī)會(huì)，而且只能在構(gòu)造方法中顯式賦值，然后才能使用 ·final標(biāo)記的局部變量可以只聲明不賦值，然后再進(jìn)行一次性的賦值 ·final一般用于標(biāo)記那些通用性的功能、實(shí)現(xiàn)方式或取值不能隨意被改變的成分，以避免被誤用 如果將引用類型（即，任何類的類型）的變量標(biāo)記為final，那么，該變量不能指向任何其它對(duì)象，但可以改變對(duì)象的內(nèi)容，因?yàn)橹挥幸帽旧硎莊inal的。 內(nèi)部類 在一個(gè)類（或方法、語句塊）的內(nèi)部定義另一個(gè)類，后者稱為內(nèi)部類，有時(shí)也稱為嵌套類。 內(nèi)部類的特點(diǎn) ·內(nèi)部類可以體現(xiàn)邏輯上的從屬關(guān)系，同時(shí)對(duì)于其它類可以控制內(nèi)部類對(duì)外不可見等 ·外部類的成員變量作用域是整個(gè)外部類，包括內(nèi)部類，但外部類不能訪問內(nèi)部類的private成員 ·邏輯上相關(guān)的類可以在一起，可以有效地實(shí)現(xiàn)信息隱藏 ·內(nèi)部類可以直接訪問外部類的成員，可以用此實(shí)現(xiàn)多繼承 ·編譯后，內(nèi)部類也被編譯為單獨(dú)的類，名稱為outclass$inclass的形式 內(nèi)部類可以分為四種 ·類級(jí)：成員式，有static修飾 ·對(duì)象級(jí)：成員式，普通，無static修飾 ·本地內(nèi)部類：局部式 ·匿名級(jí)：局部式 成員式內(nèi)部類的基本規(guī)則 ·可以有各種修飾符，可以用4種權(quán)限、static、final、abstract定義 ·若有static限定，就為類級(jí)，否則為對(duì)象級(jí)。類級(jí)可以通過外部類直接訪問，對(duì)象級(jí)需要先生成外部的對(duì)象后才能訪問 ·內(nèi)外部類不能同名 ·非靜態(tài)內(nèi)部類中不能聲明任何static成員 ·內(nèi)部類可以互相調(diào)用 成員式內(nèi)部類的訪問 內(nèi)部類訪問外層類對(duì)象的成員時(shí)，語法為： 外層類名.this.屬性 使用內(nèi)部類時(shí)，由外部類對(duì)象加“.new”操作符調(diào)用內(nèi)部類的構(gòu)造方法，創(chuàng)建內(nèi)部類的對(duì)象。 在另一個(gè)外部類中使用非靜態(tài)內(nèi)部類中定義的方法時(shí)，要先創(chuàng)建外部類的對(duì)象，再創(chuàng)建與外部類相關(guān)的內(nèi)部類的對(duì)象，再調(diào)用內(nèi)部類的方法。 static內(nèi)部類相當(dāng)于其外部類的static成分，它的對(duì)象與外部類對(duì)象間不存在依賴關(guān)系，因此可以直接創(chuàng)建。 由于內(nèi)部類可以直接訪問其外部類的成分，因此，當(dāng)內(nèi)部類與其外部類中存在同名屬性或方法時(shí)，也將導(dǎo)致命名沖突。所以，在多層調(diào)用時(shí)要指明。 本地類是定義在代碼塊中的類，只在定義它們的代碼塊中可見。 本地類有以下幾個(gè)重要特性： ·僅在定義了它們的代碼塊中可見 ·可以使用定義它們的代碼塊中的任何本地final變量（注： 本地類（也可以是局部內(nèi)部類/匿名內(nèi)部類等等）使用外部類的變量，原意是希望這個(gè)變量在本地類中的對(duì)象和在外部類中的這個(gè)變量對(duì)象是一致的，但如果這個(gè)變 量不是final定義，它有可能在外部被修改，從而導(dǎo)致內(nèi)外部類的變量對(duì)象狀態(tài)不一致，因此，這類變量必須在外部類中加final前綴定義） ·本地類不可以是static的，里邊也不能定義static成員 ·本地類不可以用public、private、protected修飾，只能使用缺省的 ·本地類可以是abstract的 匿名內(nèi)部類是本地內(nèi)部類的一種特殊形式，即，沒有類名的內(nèi)部類，而且具體的類實(shí)現(xiàn)會(huì)寫在這個(gè)內(nèi)部類里。 匿名類的規(guī)則 ·匿名類沒有構(gòu)造方法 ·匿名類不能定義靜態(tài)的成員 ·匿名類不能用4種權(quán)限、static、final、abstract修飾 ·只可以創(chuàng)建一個(gè)匿名類實(shí)例 Java的內(nèi)存分配 Java程序運(yùn)行時(shí)的內(nèi)存結(jié)構(gòu)分成：方法區(qū)、棧內(nèi)存、堆內(nèi)存、本地方法棧幾種。 方法區(qū)存放裝載的類數(shù)據(jù)信息，包括： ·基本信息：每個(gè)類的全限定名、每個(gè)類的直接超類的全限定名、該類是類還是接口、該類型的訪問修飾符、直接超接口的全限定名的有序列表。 ·每個(gè)已裝載類的詳細(xì)信息：運(yùn)行時(shí)常量池、字段信息、方法信息、靜態(tài)變量、到類classloader的引用、到類class的引用。 棧內(nèi)存 Java棧內(nèi)存由局部變量區(qū)、操作數(shù)棧、幀數(shù)據(jù)區(qū)組成，以幀的形式存放本地方法的調(diào)用狀態(tài)（包括方法調(diào)用的參數(shù)、局部變量、中間結(jié)果……）。 堆內(nèi)存 堆內(nèi)存用來存放由new創(chuàng)建的對(duì)象和數(shù)組。在堆中分配的內(nèi)存，由Java虛擬機(jī)的自動(dòng)垃圾回收器來管理。 本地方法棧內(nèi)存 Java通過Java本地接口JNI（Java Native Interface）來調(diào)用其它語言編寫的程序，在Java里面用native修飾符來描述一個(gè)方法是本地方法。 String的內(nèi)存分配 String是一個(gè)特殊的包裝類數(shù)據(jù)，由于String類的值不可變性，當(dāng)String變量需要經(jīng)常變換其值時(shí)，應(yīng)該考慮使用StringBuffer或StringBuilder類，以提高程序效率。 Java內(nèi)存分配、管理小結(jié) 轉(zhuǎn)自: http://legend26.blog.163.com/blog/static/13659026020101122103954365/ 首先是概念層面的幾個(gè)問題： Java中運(yùn)行時(shí)內(nèi)存結(jié)構(gòu)有哪幾種？ Java中為什么要設(shè)計(jì)堆棧分離? Java多線程中是如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的？ Java反射的基礎(chǔ)是什么？ 然后是運(yùn)用層面: 引用類型變量和對(duì)象的區(qū)別？ 什么情況下用局部變量，什么情況下用成員變量？ 數(shù)組如何初始化？聲明一個(gè)數(shù)組的過程中，如何分配內(nèi)存？ 聲明基本類型數(shù)組和聲明引用類型的數(shù)組，初始化時(shí)，內(nèi)存分配機(jī)制有什么區(qū)？ 在什么情況下，我們的方法設(shè)計(jì)為靜態(tài)化，為什么 Java中運(yùn)行時(shí)內(nèi)存結(jié)構(gòu) 1.1 方法區(qū)： 方法區(qū)是系統(tǒng)分配的一個(gè)內(nèi)存邏輯區(qū)域，是JVM在裝載類文件時(shí)，用于存儲(chǔ)類型信息的(類的描述信息)。 方法區(qū)存放的信息包括： 1.1.1類的基本信息： 每個(gè)類的全限定名 每個(gè)類的直接超類的全限定名(可約束類型轉(zhuǎn)換) 該類是類還是接口 該類型的訪問修飾符 直接超接口的全限定名的有序列表 1.1.2已裝載類的詳細(xì)信息： 運(yùn)行時(shí)常量池： 在方法區(qū)中，每個(gè)類型都對(duì)應(yīng)一個(gè)常量池，存放該類型所用到的所有常量，常量池中存儲(chǔ)了諸如文字字符串、final變量值、類名和方法名常量。它們以數(shù)組形式通過索引被訪問，是外部調(diào)用與類聯(lián)系及類型對(duì)象化的橋梁。（存的可能是個(gè)普通的字符串，然后經(jīng)過常量池解析，則變成指向某個(gè)類的引用） 字段信息： 字段信息存放類中聲明的每一個(gè)字段的信息，包括字段的名、類型、修飾符。 字段名稱指的是類或接口的實(shí)例變量或類變量，字段的描述符是一個(gè)指示字段的類型的字符串，如private A a=null;則a為字段名，A為描述符，private為修飾符 方法信息： 類中聲明的每一個(gè)方法的信息，包括方法名、返回值類型、參數(shù)類型、修飾符、異常、方法的字節(jié)碼。 (在編譯的時(shí)候，就已經(jīng)將方法的局部變量、操作數(shù)棧大小等確定并存放在字節(jié)碼中，在裝載的時(shí)候，隨著類一起裝入方法區(qū)。)
這個(gè)沒什么好說的，就是類變量，類的所有實(shí)例都共享，我們只需知道，在方法區(qū)有個(gè)靜態(tài)區(qū)，靜態(tài)區(qū)專門存放靜態(tài)變量和靜態(tài)塊。 到類classloader的引用：到該類的類裝載器的引用。 到類class的引用：虛擬機(jī)為每一個(gè)被裝載的類型創(chuàng)建一個(gè)class實(shí)例，用來代表這個(gè)被裝載的類。 由此我們可以知道反射的基礎(chǔ)：
1.2Java棧 JVM棧是程序運(yùn)行時(shí)單位，決定了程序如何執(zhí)行，或者說數(shù)據(jù)如何處理。 在Java中，一個(gè)線程就會(huì)有一個(gè)線程的JVM棧與之對(duì)應(yīng)，因?yàn)椴贿^的線程執(zhí)行邏輯顯然不同，因此都需要一個(gè)獨(dú)立的JVM棧來存放該線程的執(zhí)行邏輯。 對(duì)方法的調(diào)用： Java棧內(nèi)存，以幀的形式存放本地方法的調(diào)用狀態(tài)，包括方法調(diào)用的參數(shù)、局部變量、中間結(jié)果等（方法都是以方法幀的形式存放在方法區(qū)的），每調(diào)用一個(gè)方法就將對(duì)應(yīng)該方法的方法幀壓入Java棧，成為當(dāng)前方法幀。當(dāng)調(diào)用結(jié)束(返回)時(shí)，就彈出該幀。 這意味著： 在方法中定義的一些基本類型的變量和引用變量都在方法的棧內(nèi)存中分配。當(dāng)在一段代碼塊定義一個(gè)變量時(shí)，Java就在棧中為這個(gè)變量分配內(nèi)存空間，當(dāng)超過變量的作用域后（方法執(zhí)行完成后），Java會(huì)自動(dòng)釋放掉為該變量所分配的內(nèi)存空間，該內(nèi)存空間可以立即被另作它用。--------同時(shí)，因?yàn)樽兞勘会尫牛撟兞繉?duì)應(yīng)的對(duì)象，也就失去了引用，也就變成了可以被gc對(duì)象回收的垃圾。 因此我們可以知道成員變量與局部變量的區(qū)別：
局部變量區(qū)、操作數(shù)棧、幀數(shù)據(jù)區(qū)組成。 （1）： 局部變量區(qū)為一個(gè)以字為單位的數(shù)組，每個(gè)數(shù)組元素對(duì)應(yīng)一個(gè)局部變量的值。調(diào)用方法時(shí)，將方法的局部變量組成一個(gè)數(shù)組，通過索引來訪問。若為非靜態(tài)方法，則 加入一個(gè)隱含的引用參數(shù)this,該參數(shù)指向調(diào)用這個(gè)方法的對(duì)象。而靜態(tài)方法則沒有this參數(shù)。因此，對(duì)象無法調(diào)用靜態(tài)方法。 由此，我們可以知道，方法什么時(shí)候設(shè)計(jì)為靜態(tài)，什么時(shí)候?yàn)榉庆o態(tài)？
（2）：操作數(shù)棧也是一個(gè)數(shù)組，但是通過棧操作來訪問。所謂操作數(shù)是那些被指令操作的數(shù)據(jù)。當(dāng)需要對(duì)參數(shù)操作時(shí)如a=b+c,就將即將被操作的參數(shù)壓棧，如將b 和c 壓棧，然后由操作指令將它們彈出，并執(zhí)行操作。虛擬機(jī)將操作數(shù)棧作為工作區(qū)。 （3）：幀數(shù)據(jù)區(qū)處理常量池解析，異常處理等 1.3 java堆 java的堆是一個(gè)運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)區(qū)，用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的單元，存放通過new關(guān)鍵字新建的對(duì)象和數(shù)組，對(duì)象從中分配內(nèi)存。 在堆中聲明的對(duì)象，是不能直接訪問的，必須通過在棧中聲明的指向該引用的變量來調(diào)用。引用變量就相當(dāng)于是為數(shù)組或?qū)ο笃鸬囊粋€(gè)名稱，以后就可以在程序中使用棧中的引用變量來訪問堆中的數(shù)組或?qū)ο蟆?br style="word-wrap: break-word; word-break: break-all;" /> 由此我們可以知道,引用類型變量和對(duì)象的區(qū)別:
JAVA堆與棧都是用來存放數(shù)據(jù)的，那么他們之間到底有什么差異呢？既然棧也能存放數(shù)據(jù)，為什么還要設(shè)計(jì)堆呢？ 1.從存放數(shù)據(jù)的角度: 前面我們已經(jīng)說明: 棧中存放的是基本類型的變量or引用類型的變量 堆中存放的是對(duì)象or數(shù)組對(duì)象. 在棧中，引用變量的大小為32位，基本類型為1-8個(gè)字節(jié)。 但是對(duì)象的大小和數(shù)組的大小是動(dòng)態(tài)的，這也決定了堆中數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)性，因?yàn)樗窃谶\(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存的，生存期也不必在編譯時(shí)確定，Java 的垃圾收集器會(huì)自動(dòng)收走這些不再使用的數(shù)據(jù)。 2.從數(shù)據(jù)共享的角度: 1).在單個(gè)線程類，棧中的數(shù)據(jù)可共享 例如我們定義： Java代碼 int a=3; int b=3; int a=3; int b=3; 編 譯器先處理int a = 3；首先它會(huì)在棧中創(chuàng)建一個(gè)變量為a 的引用，然后查找棧中是否有3 這個(gè)值，如果沒找到，就將3 存放進(jìn)來，然后將a 指向3。接著處理int b = 3；在創(chuàng)建完b 的引用變量后，因?yàn)樵跅Ｖ幸呀?jīng)有3這個(gè)值，便將b 直接指向3。這樣，就出現(xiàn)了a 與b 同時(shí)均指向3的情況。 而如果我們定義： Java代碼 Integer a=new Integer(3);//(1) Integer b=new Integer(3);//(2) Integer a=new Integer(3);//(1) Integer b=new Integer(3);//(2) 這個(gè)時(shí)候執(zhí)行過程為：在執(zhí)行(1)時(shí)，首先在棧中創(chuàng)建一個(gè)變量a，然后在堆內(nèi)存中實(shí)例化一個(gè)對(duì)象，并且將變量a指向這個(gè)實(shí)例化的對(duì)象。在執(zhí)行(2)時(shí)，過程類似，此時(shí)，在堆內(nèi)存中，會(huì)有兩個(gè)Integer類型的對(duì)象。 2).在進(jìn)程的各個(gè)線程之間，數(shù)據(jù)的共享通過堆來實(shí)現(xiàn) 例：那么，在多線程開發(fā)中，我們的數(shù)據(jù)共享又是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？ 如圖所示，堆中的數(shù)據(jù)是所有線程棧所共享的，我們可以通過參數(shù)傳遞，將一個(gè)堆中的數(shù)據(jù)傳入各個(gè)棧的工作內(nèi)存中，從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)線程間的數(shù)據(jù)共享 （多個(gè)進(jìn)程間的數(shù)據(jù)共享則需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸了。） 3.從程序設(shè)計(jì)的的角度: 從軟件設(shè)計(jì)的角度看，JVM棧代表了處理邏輯，而JVM堆代表了數(shù)據(jù)。這樣分開，使得處理邏輯更為清晰。分而治之的思想。這種隔離、模塊化的思想在軟件設(shè)計(jì)的方方面面都有體現(xiàn)。 4.值傳遞和引用傳遞的真相 有了以上關(guān)于棧和堆的種種了解后，我們很容易就可以知道值傳遞和引用傳遞的真相：
從某種意義上來說對(duì)象都是由基本類型組成的。
面向?qū)ο蟮囊?，只是改變了我們?duì)待問題的思考方式，而更接近于自然方式的思考。 當(dāng)我們把對(duì)象拆開，其實(shí)對(duì)象的屬性就是數(shù)據(jù)，存放在JVM堆中;而對(duì)象的行為(方法)，就是運(yùn)行邏輯，放在JVM棧中。我們?cè)诰帉憣?duì)象的時(shí)候，其實(shí)即編寫了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，也編寫的處理數(shù)據(jù)的邏輯。 |
