堆和栈的概念和区别 python_堆和栈的概念和区别
在說堆和棧之前,我們先說一下JVM(虛擬機)內(nèi)存的劃分:
Java程序在運行時都要開辟空間,任何軟件在運行時都要在內(nèi)存中開辟空間,Java虛擬機運行時也是要開辟空間的。JVM運行時在內(nèi)存中開辟一片內(nèi)存區(qū)域,啟動時在自己的內(nèi)存區(qū)域中進行更細致的劃分,因為虛擬機中每一片內(nèi)存處理的方式都不同,所以要單獨進行管理。
JVM內(nèi)存的劃分有五片:
1. 寄存器;
2. 本地方法區(qū);
3. 方法區(qū);
4. 棧內(nèi)存;
5. 堆內(nèi)存。
我們重點來說一下堆和棧:
棧內(nèi)存:棧內(nèi)存首先是一片內(nèi)存區(qū)域,存儲的都是局部變量,凡是定義在方法中的都是局部變量(方法外的是全局變量),for循環(huán)內(nèi)部定義的也是局部變量,是先加載函數(shù)才能進行局部變量的定義,所以方法先進棧,然后再定義變量,變量有自己的作用域,一旦離開作用域,變量就會被釋放。棧內(nèi)存的更新速度很快,因為局部變量的生命周期都很短。
堆內(nèi)存:存儲的是數(shù)組和對象(其實數(shù)組就是對象),凡是new建立的都是在堆中,堆中存放的都是實體(對象),實體用于封裝數(shù)據(jù),而且是封裝多個(實體的多個屬性),如果一個數(shù)據(jù)消失,這個實體也沒有消失,還可以用,所以堆是不會隨時釋放的,但是棧不一樣,棧里存放的都是單個變量,變量被釋放了,那就沒有了。堆里的實體雖然不會被釋放,但是會被當成垃圾,Java有垃圾回收機制不定時的收取。
下面我們通過一個圖例詳細講一下堆和棧:
比如主函數(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)先進棧,在棧中定義一個變量arr,接下來為arr賦值,但是右邊不是一個具體值,是一個實體。實體創(chuàng)建在堆里,在堆里首先通過new關(guān)鍵字開辟一個空間,內(nèi)存在存儲數(shù)據(jù)的時候都是通過地址來體現(xiàn)的,地址是一塊連續(xù)的二進制,然后給這個實體分配一個內(nèi)存地址。數(shù)組都是有一個索引,數(shù)組這個實體在堆內(nèi)存中產(chǎn)生之后每一個空間都會進行默認的初始化(這是堆內(nèi)存的特點,未初始化的數(shù)據(jù)是不能用的,但在堆里是可以用的,因為初始化過了,但是在棧里沒有),不同的類型初始化的值不一樣。所以堆和棧里就創(chuàng)建了變量和實體:
那么堆和棧是怎么聯(lián)系起來的呢?
我們剛剛說過給堆分配了一個地址,把堆的地址賦給arr,arr就通過地址指向了數(shù)組。所以arr想操縱數(shù)組時,就通過地址,而不是直接把實體都賦給它。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。稱為arr引用了堆內(nèi)存當中的實體。(可以理解為c或c++的指針,Java成長自c++和c++很像,優(yōu)化了c++)
如果當int [] arr=null;
arr不做任何指向,null的作用就是取消引用數(shù)據(jù)類型的指向。
當一個實體,沒有引用數(shù)據(jù)類型指向的時候,它在堆內(nèi)存中不會被釋放,而被當做一個垃圾,在不定時的時間內(nèi)自動回收,因為Java有一個自動回收機制,(而c++沒有,需要程序員手動回收,如果不回收就越堆越多,直到撐滿內(nèi)存溢出,所以Java在內(nèi)存管理上優(yōu)于c++)。自動回收機制(程序)自動監(jiān)測堆里是否有垃圾,如果有,就會自動的做垃圾回收的動作,但是什么時候收不一定。
所以堆與棧的區(qū)別很明顯:
1.棧內(nèi)存存儲的是局部變量而堆內(nèi)存存儲的是實體;
2.棧內(nèi)存的更新速度要快于堆內(nèi)存,因為局部變量的生命周期很短;
3.棧內(nèi)存存放的變量生命周期一旦結(jié)束就會被釋放,而堆內(nèi)存存放的實體會被垃圾回收機制不定時的回收。
總結(jié)
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