Java內(nèi)存結(jié)構(gòu)
java數(shù)據(jù)分為兩類，一類是基本數(shù)據(jù)類型，一類是引用數(shù)據(jù)類型核偿；講這兩類類型，先講一下
java運(yùn)行時(shí)需要分配內(nèi)存空間顽染，JVM內(nèi)存空間分為：
- 寄存器漾岳；
- 本地方法區(qū)轰绵；
- 方法區(qū)；
- 棧內(nèi)存(stack)尼荆；
- 堆內(nèi)存(heap);
棧內(nèi)存:棧內(nèi)存首先是一片內(nèi)存區(qū)域左腔，存儲(chǔ)的都是局部變量，凡是定義在方法中的都是局部變量（方法外的是全局變量）捅儒，for循環(huán)內(nèi)部定義的也是局部變量液样，是先加載函數(shù)才能進(jìn)行局部變量的定義，所以方法先進(jìn)棧巧还，然后再定義變量蓄愁，變量有自己的作用域，一旦離開作用域狞悲，變量就會(huì)被釋放。棧內(nèi)存的更新速度很快妇斤，因?yàn)榫植孔兞康纳芷诙己芏獭?/p>
-
堆內(nèi)存:存儲(chǔ)的是數(shù)組和對象（其實(shí)數(shù)組就是對象）摇锋，凡是new建立的都是在堆中，堆中存放的都是實(shí)體（對象）站超，實(shí)體用于封裝數(shù)據(jù)荸恕，而且是封裝多個(gè)（實(shí)體的多個(gè)屬性），如果一個(gè)數(shù)據(jù)消失死相，這個(gè)實(shí)體也沒有消失融求，還可以用，所以堆是不會(huì)隨時(shí)釋放的算撮，但是棧不一樣生宛，棧里存放的都是單個(gè)變量，變量被釋放了肮柜，那就沒有了陷舅。堆里的實(shí)體雖然不會(huì)被釋放，但是會(huì)被當(dāng)成垃圾审洞，Java有垃圾回收機(jī)制不定時(shí)的收取莱睁。
Jvm在堆中存儲(chǔ)實(shí)際對象的內(nèi)容如下：
方法區(qū)是靜態(tài)分配的，編譯器將變量綁定在某個(gè)存儲(chǔ)位置上芒澜，而且這些綁定不會(huì)在運(yùn)行時(shí)改變仰剿。 常數(shù)池，源代碼中的命名常量痴晦、String 常量和 static 變量保存在方法區(qū)南吮。
一.基本數(shù)據(jù)類型
分別為int(4)、float(4)阅酪、double(8)旨袒、long(8)汁针、char(2)、short(2)砚尽、byte(1)施无、boolean(1)(boolean 類型比較特別可能只占一個(gè) bit，多個(gè) boolean 可能共同占用一個(gè)字節(jié))必孤。其值是直接存儲(chǔ)在棧內(nèi)存中猾骡。
二.引用數(shù)據(jù)類型
實(shí)際對象的內(nèi)存是分配在堆內(nèi)存當(dāng)中，棧內(nèi)存存儲(chǔ)的是堆內(nèi)存的分配的內(nèi)存地址敷搪。
eg 主函數(shù)里的語句 int [] arr=new int [3];在內(nèi)存中是怎么被定義的：
主函數(shù)先進(jìn)棧兴想，在棧中定義一個(gè)變量arr,接下來為arr賦值，但是右邊不是一個(gè)具體值赡勘，是一個(gè)實(shí)體嫂便。實(shí)體創(chuàng)建在堆里，在堆里首先通過new關(guān)鍵字開辟一個(gè)空間闸与，內(nèi)存在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的時(shí)候都是通過地址來體現(xiàn)的毙替，地址是一塊連續(xù)的二進(jìn)制，然后給這個(gè)實(shí)體分配一個(gè)內(nèi)存地址践樱。數(shù)組都是有一個(gè)索引厂画，數(shù)組這個(gè)實(shí)體在堆內(nèi)存中產(chǎn)生之后每一個(gè)空間都會(huì)進(jìn)行默認(rèn)的初始化（這是堆內(nèi)存的特點(diǎn)，未初始化的數(shù)據(jù)是不能用的拷邢，但在堆里是可以用的袱院，因?yàn)槌跏蓟^了，但是在棧里沒有）瞭稼，不同的類型初始化的值不一樣忽洛。所以堆和棧里就創(chuàng)建了變量和實(shí)體：
給堆分配了一個(gè)地址，把堆的地址賦給arr环肘，arr就通過地址指向了數(shù)組脐瑰。所以arr想操縱數(shù)組時(shí)，就通過地址廷臼，而不是直接把實(shí)體都賦給它苍在。這種我們不再叫他基本數(shù)據(jù)類型，而叫引用數(shù)據(jù)類型荠商。稱為arr引用了堆內(nèi)存當(dāng)中的實(shí)體寂恬。
這里引申一下，講一下垃圾的產(chǎn)生
如果當(dāng)int [] arr=null; arr不做任何指向莱没，null的作用就是取消引用數(shù)據(jù)類型的指向初肉。
當(dāng)一個(gè)實(shí)體，沒有引用數(shù)據(jù)類型指向的時(shí)候饰躲，它在堆內(nèi)存中不會(huì)被釋放牙咏，而被當(dāng)做一個(gè)垃圾臼隔，在不定時(shí)的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)回收，因?yàn)镴ava有一個(gè)自動(dòng)回收機(jī)制妄壶，（而c++沒有摔握，需要程序員手動(dòng)回收，如果不回收就越堆越多丁寄，直到撐滿內(nèi)存溢出氨淌，所以Java在內(nèi)存管理上優(yōu)于c++）。自動(dòng)回收機(jī)制（程序）自動(dòng)監(jiān)測堆里是否有垃圾伊磺，如果有盛正，就會(huì)自動(dòng)的做垃圾回收的動(dòng)作，但是什么時(shí)候收不一定屑埋。
1豪筝、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型直接在棧空間分配;
2摘能、方法的形式參數(shù)壤蚜，直接在棧空間分配徊哑，當(dāng)方法調(diào)用完成后從棧空間回收;
3聪富、引用數(shù)據(jù)類型莺丑，需要用 new 來創(chuàng)建，既在椂章空間分配一個(gè)地址空間梢莽，又在堆空間分配對象的類變量;
4、方法的引用參數(shù)奸披，在椈杳空間分配一個(gè)地址空間，并指向堆空間的對象區(qū)阵面，當(dāng)方法調(diào)用完后從椙峋郑空間回收;
5、局部變量 new 出來時(shí)样刷，在椔仄耍空間和堆空間中分配空間，當(dāng)局部變量生命周期結(jié)束后置鼻，椪蛞空間立刻被回收， 堆空間區(qū)域等待 GC 回收;
6箕母、方法調(diào)用時(shí)傳入的實(shí)際參數(shù)储藐，先在椌慵茫空間分配，在方法調(diào)用完成后從椄撇空間釋放;
7蛛碌、字符串常量在 DATA 區(qū)域分配 ，this 在堆空間分配;
8肺缕、數(shù)組既在椬笠剑空間分配數(shù)組名稱， 又在堆空間分配數(shù)組實(shí)際的大型尽浮梢！
在拓展講一下，拷貝
Person p = new Person(age=23, name="zhang");
有一個(gè)p的Person引用數(shù)據(jù)類型彤路，new 操作符的本意是分配內(nèi)存秕硝。程序執(zhí)行到 new 操作符時(shí)， 首先去看 new 操作符后面的類型洲尊，因?yàn)橹懒祟愋停?才能知道要分配多大的內(nèi)存空間远豺。分配完內(nèi)存之后，再調(diào)用構(gòu)造函數(shù)坞嘀，填充對象的各個(gè)域躯护，這一步叫做對象的初始化， 構(gòu)造方法返回后丽涩，一個(gè)對象創(chuàng)建完畢棺滞，可以把他的引用（地址）發(fā)布到外部，在外部就可以使用這個(gè)引用操縱這個(gè)對 象矢渊。
1.引用復(fù)制
Person p1 = p;
地址值是相同的继准，p,p1指向同一個(gè)對象
2.對象復(fù)制
Person p1 = (Person) p.clone();
其中對象拷貝分為深拷貝和淺拷貝
Person 中有兩個(gè)成員變量，分別是 name 和 age矮男， name 是 String 類型移必， age 是 int 類型,由于 age 是基本數(shù)據(jù)類型，那么對它的拷貝沒有什么疑議毡鉴，直接將一個(gè) 4 字節(jié)的整數(shù)值拷貝過來就行崔泵。但是 name 是 String 類型的， 它只是一個(gè)引用猪瞬， 指向一個(gè)真正的 String 對象管削，那么對它的拷貝有兩種方式： 直接將原對象中 的 name 的引用值拷貝給新對象的 name 字段，或者是根據(jù)原 Person 對象中的 name 指向的字符串對象創(chuàng)建一個(gè)新 的相同的字符串對象撑螺，將這個(gè)新字符串對象的引用賦給新拷貝的 Person 對象的 name 字段含思。這兩種拷貝方式分別叫 做淺拷貝和深拷貝。
對象：對象是類的一個(gè)實(shí)例，有狀態(tài)和行為含潘。例如饲做，一條狗是一個(gè)對象，它的狀態(tài)有：顏色遏弱、名字盆均、品種；行為有：搖尾巴漱逸、叫泪姨、吃等。
類：類是一個(gè)模板饰抒，它描述一類對象的行為和狀態(tài)肮砾。
2.1.Java 中引用類型
Java 中對象的引用分為四種級別，這四種級別由高到低依次為：強(qiáng)引用袋坑、軟引用仗处、弱引用和虛引用。
如果一個(gè)對象被被人擁有強(qiáng)引用枣宫，那么垃圾回收器絕不 會(huì)回收它婆誓。當(dāng)內(nèi)存空間不足，Java 虛擬機(jī)寧愿拋出 OutOfMemoryError 錯(cuò)誤也颤，使程序異常終止洋幻，也不會(huì)靠隨意 回收具有強(qiáng)引用的對象來解決內(nèi)存不足問題。
Java 的對象是位于 heap 中的翅娶，heap 中對象有強(qiáng)可及對象文留、軟可及對象、弱可及對象故觅、虛可及對象和不可到 達(dá)對象。應(yīng)用的強(qiáng)弱順序是強(qiáng)渠啊、軟输吏、弱、和虛替蛉。對于對象是屬于哪種可及的對象贯溅，由他的最強(qiáng)的引用決定。
String str1 = "abc";
String str2 = new String("abc");
System.out.println(str1==str2);//false
String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
System.out.println(str1==str2);//true
在Java的實(shí)現(xiàn)中躲查，new出來的String對象一般是放在堆中的它浅。如果是 String s ="xxx"; 這種,那就是放在常量池中.JDK6將常量池放在方法區(qū)中。但是從JDK7開始, 常量池的實(shí)現(xiàn) 已經(jīng)從方法區(qū)中移出來放到 堆內(nèi)存里面了镣煮。
類初始化
java類的生命周期：
指一個(gè)class文件從加載到卸載的全過程姐霍，類的完整生命周期包括7個(gè)部分：加載——驗(yàn)證——準(zhǔn)備——解析——初始化——使用——卸載，如下圖所示，其中镊折，驗(yàn)證——準(zhǔn)備——解析 稱為連接階段胯府，除了解析外，其他階段是順序發(fā)生的恨胚，而解析可以與這些階段交叉進(jìn)行骂因，因?yàn)镴ava支持動(dòng)態(tài)綁定（晚期綁定），需要運(yùn)行時(shí)才能確定具體類型赃泡；在使用階段實(shí)例化對象
1.類初始化
類的初始化：是完成程序執(zhí)行前的準(zhǔn)備工作寒波。在這個(gè)階段，靜態(tài)的（變量升熊，方法俄烁，代碼塊）會(huì)被執(zhí)行。同時(shí)在會(huì)開辟一塊存儲(chǔ)空間用來存放靜態(tài)的數(shù)據(jù)僚碎。初始化只在類加載的時(shí)候執(zhí)行一次猴娩。
類的實(shí)例化：是指創(chuàng)建一個(gè)對象的過程。這個(gè)過程中會(huì)在堆中開辟內(nèi)存勺阐，將一些非靜態(tài)的方法卷中，變量存放在里面。在程序執(zhí)行的過程中渊抽，可以創(chuàng)建多個(gè)對象蟆豫，既多次實(shí)例化。每次實(shí)例化都會(huì)開辟一塊新的內(nèi)存懒闷。即new操作
2.類初始化順序
java類初始化原則是
- 靜態(tài)對象（變量）先于非靜態(tài)對象（變量）初始化十减。其中靜態(tài)對象（變量）只初始化一次，因?yàn)閟tatic在jvm中只有一塊區(qū)域存儲(chǔ)愤估，方法區(qū)（Method Area）帮辟，
他之所以被稱為靜態(tài)是因?yàn)閺某绦騽?chuàng)建到死亡他的地址值都不會(huì)改變，他只在class類對象初次加載時(shí)初始化玩焰，因此static只需要初始化一次由驹，而非靜態(tài)對象（變量）可能會(huì)初始化很多次。類中存在初始化語句（如 static 變量和 static 塊）昔园，那就依次執(zhí)行這些初始化語句蔓榄。- 如果類之間存在繼承關(guān)系，那么父類優(yōu)先于子類進(jìn)行初始化默刚。
- 按照成員變量的定義順序進(jìn)行初始化甥郑。即使變量定義散布于方法之中，他們依然在任何方法（包括構(gòu)造函數(shù)）被調(diào)用前先初始化
Java程序初始化的順序:父類靜態(tài)變量 -> 父類靜態(tài)代碼塊 -> 子類靜態(tài)變量 -> 子類靜態(tài)代碼塊 -> 父類非靜態(tài)變量 -> 父類非靜態(tài)代碼塊 -> 父類構(gòu)造器 -> 子類非靜態(tài)變量 -> 子類非靜態(tài)代碼塊 -> 子類構(gòu)造器荤西。
Kotlin：
- init關(guān)鍵字==>java非靜態(tài)方法塊
- companion object伴生對象==>java靜態(tài)方法
- 伴生對象中的init方法==>java靜態(tài)代碼塊
Java調(diào)用靜態(tài)方法需要類裝載還是初始化?
- 結(jié)論：Java調(diào)用靜態(tài)方法時(shí)會(huì)對類進(jìn)行裝載澜搅、連接和初始化
- 原因：Java類的加載方式是按需加載伍俘，遇到new、getstatic店展、putstatic或invokestatic這4條字節(jié)碼指令時(shí)养篓，如果類沒有進(jìn)行過初始化，則需要先觸發(fā)其初始化赂蕴。生成這4條指令的最常見的Java代碼場景是：使用new關(guān)鍵字實(shí)例化對象的時(shí)候柳弄、讀取或設(shè)置一個(gè)類的靜態(tài)字段（被final修飾、已在編譯期把結(jié)果放入常量池的靜態(tài)字段除外）的時(shí)候概说，以及調(diào)用一個(gè)類的靜態(tài)方法的時(shí)候碧注。
類什么時(shí)候被初始化？
1）創(chuàng)建類的實(shí)例糖赔，也就是 new 一個(gè)對象
2）訪問某個(gè)類或接口的靜態(tài)變量萍丐，或者對該靜態(tài)變量賦值
3）調(diào)用類的靜態(tài)方法
4）反射（Class.forName("com.lyj.load")）
5）初始化一個(gè)類的子類（會(huì)首先初始化子類的父類）
6）JVM 啟動(dòng)時(shí)標(biāo)明的啟動(dòng)類，即文件名和類名相同的那個(gè)類
