Java的运行时数据存储机制

原文地址:http://yanwushu.sinaapp.com/java_data_storage/

Java程序在运行时需要为一系列的值或者对象分配内存,这些值都存在什么地方?用什么样的数据结构存储?这些数据结构有什么特点?本文试图说明此命题的皮毛之皮毛。

概念

对于Java,有六个不同的、用于数据存储的概念,他们是:

1.     寄存器( register),是最快的存储区,位于处理器内部。因为寄存器的数量极其有限,所以寄存器由编译器根据需求进行分配。程序员无法使用Java代码使用寄存器中的存储空间,或者说:在Java开发的层面上,寄存器的操作已经被封装。

2.     栈( stack),位于通用 RAM。存取速度快,仅次于寄存器。栈指针若向下移动,则分配新的内存;若向上移动,则释放那些内存。创建程序时候, JAVA 编译器必须知道存储在栈内所有数据的确切大小和生命周期,因为它必须生成相应的代码,以便上下移动栈指针,进而分配和释放内存。由于栈的这种存储特性,所以某些数据存在栈中,比如对象引用和基础类型的变量值;但是有些数据是不适合存到栈中的,比如对象的实例。

3.     堆( heap),一个运行时数据区,位于 RAM。堆中的空间是动态分配的,所以,不需要知道数据的大小和生命周期。因此,在堆里存储数据有很大的灵活性。Java对象的实例和数组放在这里。堆中的过期对象由GC负责回收。堆的存取速度较慢。

4.     静态存储( static storage),RAM中一片固定的位置。存储静态数据,这些数据在程序中用static关键字修饰。

5.     常量存储( constant storage),常量值通常直接存放在程序代码内部,这样做是安全的,因为它们永远不会被改变。

6.     非 RAM存储。如果数据完全存活于程序之外,那么它可以不受程序的任何控制,在程序没有运行时也可以存在。

栈和静态存储的数据共享

用一个案例理解,假设定义:

int a = 3;

int b = 3 ;

编译器先处理 int a = 3 ;首先它会在栈中创建一个变量为a 的引用,然后查找栈中是否有 3 这个值,如果没找到,就将3 存放进来,然后将 a 指向 3 。接着处理 int b = 3 ;在创建完 b 的引用变量后,因为在栈中已经有 3 这个值,便将 b 直接指向 3 。这样,就出现了 a 与 b 同时均指向 3 的情况。这时,如果再令 a=4 ;那么编译器会重新搜索栈中是否有 4 值,如果没有,则将 4 存放进来,并令 a 指向 4 ;如果已经有了,则直接将 a 指向这个地址。因此 a 值的改变不会影响到 b 的值。要注意这种数据的共享与两个对象的引用同时指向一个对象的这种共享是不同的,因为这种情况 a 的修改并不会影响到 b, 它是由编译器完成的,它有利于节省空间。而一个对象引用变量修改了这个对象的内部状态,会影响到另一个对象引用变量。

数据共享对于静态数据同样。

版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载。

时间: 2024-08-08 21:55:09

Java的运行时数据存储机制的相关文章

Java程序运行时数据存储位置

寄存器: 这是最快的存储区, 但是寄存器的数量极其有限, 所以寄存器根据需求进行分配, 而且不能直接控制. 堆栈: 位于通用的RAM(随机访问存储器), Java系统必须知道存储在堆栈内所有项的确切生命周期, 以便上下移动堆栈指针. 这一约束限制了程序的灵活性,所以虽然某些Java数据存储于堆栈中, 特别是对象的引用, 但是Java对象并不存储于其中. 堆: 一种通用的内存池(也位于RAM区), 用于存放所有的Java对象. 堆不同于堆栈的好处是编译器不需要知道存储的数据在堆里存活多久. 常量存

Java 虚拟机运行时数据区介绍

引言 Java 虚拟机(Virtual Machine)在执行 Java 程序时, 会将它所管理的内存划分为不同的数据区,这些分块有不同的功能,理解它们各自的特点,对于深入理解java程序运行机制和调优Java代码,具有重要意义.其实个人觉得,理解 Java 虚拟机的原理,也没想象中的复杂(也许我的想法有点天真啊^_^),它的运行机制,就像一个小型操作系统,这也许就是虚拟机的来源吧. Java VM运行时数据区结构图 运行时数据区域解释 本地方法栈 该区域所发挥的作用与虚拟机栈类似,只不过它是为

Java虚拟机 运行时数据区

Java在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域.这些区域都有各自的用途.创建和销毁的时间,有一些是随虚拟机的启动而创建,随虚拟机的退出而销毁,有些则是与线程一一对应,随线程的开始和结束而创建和销毁. Java虚拟机所管理的内存将会包括以下几个运行时数据区域 程序计数器(Program Counter Register) 它是一块较小的内存空间,它的作用可以看做是当先线程所执行的字节码的信号指示器. 每一条JVM线程都有自己的PC寄存器,各条线程之间互不影响,独立存

Java虚拟机运行时数据区结构

本文部分参考自<Java虚拟机规范(Java SE 7版)>的中译本和周志明的<深入理解Java虚拟机>,另加个人理解.原书对Java虚拟机运行时数据区描述只有6页,同时参考其他网络网资料,个人能力所限,不排除存在认知错误. JVM将程序运行期间使用的内存划分为若干个运行时数据区,其中一些会随着虚拟机启动而创建,随着虚拟机退出而销毁.另外一些与线程一一对应,随着线程开始而创建,随着线程结束而销毁.数据区划分如下图所示意: Java堆(Java Heap) 在JVM中,Java堆是可

Java虚拟机运行时数据区域

Java虚拟机在执行Java程序的过程中会将其管理的内存划分为若干个不同的数据区域,这些区域有各自的用途,及创建和销毁的时间,有些区域随虚拟机进程的启动而存在,有些区域则是依赖用户线程的启动和结束来建立和销毁.Java虚拟机所管理的内存包括以下几个运行时数据区域,如图(图片引自网络): 1.1 程序计数器(Program Counter Register) 程序计数器是一块较小的内存空间,它的作用可以看做是当前线程所执行的字节码的信号指示器.字节码解释器就是通过改变该计数器的值来选取下一条需要执

Java虚拟机 运行时数据区解析及用途

Java在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域.这些区域都有各自的用途.创建和销毁的时间,有一些是随虚拟机的启动而创建,随虚拟机的退出而销毁,有些则是与线程一一对应,随线程的开始和结束而创建和销毁. Java虚拟机所管理的内存将会包括以下几个运行时数据区域 程序计数器(Program Counter Register) 它是一块较小的内存空间,它的作用可以看做是当先线程所执行的字节码的信号指示器. 每一条JVM线程都有自己的PC寄存器,各条线程之间互不影响,独立存

Java虚拟机运行时数据区域划分

Java虚拟机数据运行时区域 方法区(Method Area) 存储加载的类信息,常量,静态变量,编译器编译后的代码等数据.虽然JVM规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分,但它却有一个别名叫做Non-Heap.Class文件中除了有类的版本,字段,方法,接口等描述信息外,还有一项是常量池,用于存放编译器生成的各种字面量和符号引用,包括字符串常量.JVM加载Class后把常量池中的数据放入到运行时常量池.方法区的运行时数据(包括运行时常量池)是线程共享的. 堆(Java Heap) 堆是被线程共享的

【JVM学习】2.Java虚拟机运行时数据区

来源: 公众号: 猿人谷 这里我们先说句题外话,相信大家在面试中经常被问到介绍Java内存模型,我在面试别人时也会经常问这个问题.但是,往往都会令我比较尴尬,我还话音未落,面试者就会"背诵"一段(Java虚拟机是由堆.方法区.虚拟机栈,吧啦吧啦...),估计心里还一脸自豪的想幸好哥提前在网上搜过,早有准备.每每这个时候,我都不忍心打断,因为"背诵"的真的太顺畅了! 这也怪不得面试者,首先Java虚拟机方面的知识,对中高级程序猿来说,工作中正面接触Java虚拟机的东西

Java虚拟机运行时数据区

PS:时间一晃好久了,距离上一篇文章过去许久了,出自两个方面的原因,其一,公司的项目接近尾声,用户提出的需求功能需要马上的解决:其二,出自整天加速完善和修改需求功能,下班之后几乎不想再继续下去了,懒散情绪有了. 扯淡话题结束了,开始继续学习笔记文章的整理,每天一小步,久而久之就是巨大的一步.今天要扯的话题是Java虚拟机的运行时数据区. Java虚拟机(JVM)是 由JDK提供的一个软件程序,而其任务就是执行Java程序,下面给出虚拟机执行Java的过程图. 从图中可以看出由Java源文件编译出