java中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

在java中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)可以分為六種:

寄存器存儲(chǔ)區(qū)

由于位于處理器cpu的內(nèi)部,所以其是最快的存儲(chǔ)區(qū),然而寄存器的空間極其珍貴有限,所以程序開(kāi)發(fā)者無(wú)法直接控制寄存器空間的分配,它的分配工作是由編譯器自行分配的.

特點(diǎn):最快的存儲(chǔ)區(qū), 由編譯器根據(jù)需求進(jìn)行分配,開(kāi)發(fā)者在程序中無(wú)法進(jìn)行控制.

堆棧存儲(chǔ)區(qū)

位于通用RAM中,即內(nèi)存中。它可以通過(guò)”堆棧指針”從cpu那里獲取支持，通過(guò)操作”堆棧指針”的上下移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)堆棧區(qū)中對(duì)內(nèi)存的申請(qǐng)和釋放.堆棧指針若向下移動(dòng)，則分配新的內(nèi)存;若向上移動(dòng)，則釋放那些內(nèi)存。這是一種快速有效的分配存儲(chǔ)方法，速度僅次于寄存器.

創(chuàng)建程序時(shí)候，JAVA編譯器必須知道存儲(chǔ)在堆棧內(nèi)所有數(shù)據(jù)的確切大小和生命周期，因?yàn)樗仨毶上鄳?yīng)的代碼，以便上下移動(dòng)堆棧指針。這一約束限制了程序的靈活性，所以雖然某些JAVA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在堆棧中——特別是對(duì)象引用，但是JAVA對(duì)象不存儲(chǔ)其中.

特點(diǎn):存放基本類(lèi)型的變量數(shù)據(jù)和對(duì)象，數(shù)組的引用，但對(duì)象本身不存放在棧中，而是存放在堆（new 出來(lái)的對(duì)象）或者常量池中（字符串常量對(duì)象存放在常量池中).

堆區(qū)

跟堆棧區(qū)一樣也存在于RAM中，用于存放所有的JAVA對(duì)象。堆不同于堆棧的好處是：編譯器不需要知道要從堆里分配多少存儲(chǔ)區(qū)域，也不必知道存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)在堆里存活多長(zhǎng)時(shí)間。因此，在堆里分配存儲(chǔ)有很大的靈活性。當(dāng)你需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)對(duì)象的時(shí)候，只需要new寫(xiě)一行簡(jiǎn)單的代碼，當(dāng)執(zhí)行這行代碼時(shí)，會(huì)自動(dòng)在堆里進(jìn)行存儲(chǔ)分配。當(dāng)然，為這種靈活性必須要付出相應(yīng)的代碼。用堆進(jìn)行存儲(chǔ)分配比用堆棧進(jìn)行存儲(chǔ)存儲(chǔ)需要更多的時(shí)間.

特點(diǎn):存放所有new出來(lái)的對(duì)象,而針對(duì)堆中對(duì)象內(nèi)存的回收依賴(lài)于GC.

靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)

存儲(chǔ)用static修飾的成員變量或方法.雖然static關(guān)鍵字可以用來(lái)標(biāo)識(shí)一個(gè)對(duì)象是靜態(tài)的,但JAVA對(duì)象本身不會(huì)被存放在靜態(tài)存儲(chǔ)空間里,而是存儲(chǔ)在堆內(nèi)存區(qū).

特點(diǎn):存放static修飾的靜態(tài)成員（方法或變量）

常量存儲(chǔ)區(qū)

常量(字符串常量和基本類(lèi)型常量)通常直接存儲(chǔ)在程序代碼內(nèi)部（常量池）。這樣做是安全的，因?yàn)樗鼈兊闹翟诔跏蓟瘯r(shí)就已經(jīng)被確定，并不會(huì)被改變。常量池在java用于保存在編譯期已確定的，已編譯的class文件中的一份數(shù)據(jù)。它包括了關(guān)于類(lèi)，方法，接口等中的常量，也包括字符串常量，如String s = “abc”這種字面量方式.

特點(diǎn):存放字符串常量和基本類(lèi)型常量（public static final).

非RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)

如果數(shù)據(jù)完全存活于程序之外，那么它可以不受程序的任何控制，在程序沒(méi)有運(yùn)行時(shí)也可以存在.

特點(diǎn):硬盤(pán)等永久存儲(chǔ)空間.

堆與堆棧的關(guān)系:

這是一個(gè)關(guān)于堆與棧關(guān)系的引用說(shuō)明

堆：堆是heap，是所謂的動(dòng)態(tài)內(nèi)存，其中的內(nèi)存在不需要時(shí)可以回收，以分配給新的內(nèi)存請(qǐng)求，其內(nèi)存中的數(shù)據(jù)是無(wú)序的，即先分配的和隨后分配的內(nèi)存并沒(méi)有什么必然的位置關(guān)系，釋放時(shí)也可以沒(méi)有先后順序。一般由使用者自由分配，在C語(yǔ)言中malloc分配的就是堆，需要手動(dòng)釋放。 堆棧:就是stack。實(shí)際上是只有一個(gè)出入口的隊(duì)列，即后進(jìn)先出(frist in , last out)，先分配的內(nèi)存必定后釋放。一般由，由系統(tǒng)自動(dòng)分配，存放函數(shù)的參數(shù)值，局部變量等，自動(dòng)清除。 還有，堆是全局的，堆棧是每個(gè)函數(shù)進(jìn)入的時(shí)候分一小塊，函數(shù)返回的時(shí)候就釋放了，靜態(tài)和全局變量，new得到的變量，都放在堆中，局部變量放在堆棧中，所以函數(shù)返回，局部變量就全沒(méi)了。 JAVA中的基本類(lèi)型，其實(shí)需要特殊對(duì)待。因?yàn)椋贘AVA中，通過(guò)new創(chuàng)建的對(duì)象存儲(chǔ)在“堆”中，所以用new 創(chuàng)建一個(gè)小的、簡(jiǎn)單的變量，如基本類(lèi)型等，往往不是很有效。因此，在JAVA中，對(duì)于這些類(lèi)型，采用了與C、C++相同的方法。也就是說(shuō)，不用new 來(lái)創(chuàng)建，而是創(chuàng)建一個(gè)并非是“引用”的“自動(dòng)”變量。這個(gè)變量擁有它的“值”，并置于堆棧中，因此更高效。 實(shí)際上類(lèi)的實(shí)例方法在內(nèi)存中是只有一份,不過(guò)肯定不會(huì)是第一個(gè)對(duì)象中,如果是第一個(gè)對(duì)象的話,那么當(dāng)?shù)谝粋€(gè)對(duì)象被銷(xiāo)毀的時(shí)候,那么后面的對(duì)象就永遠(yuǎn)無(wú)法調(diào)用了。 類(lèi)的實(shí)例方法存在一個(gè)專(zhuān)門(mén)的區(qū)叫方法區(qū)（method area）,事實(shí)上類(lèi)剛裝載的時(shí)候就被裝載好了,不過(guò)它們?cè)凇彼摺?只是這些方法必須當(dāng)有對(duì)象產(chǎn)生的時(shí)候才會(huì)”蘇醒”.(比如,一個(gè)輸出類(lèi)的成員變量的方法,如果連對(duì)象都沒(méi)有,何來(lái)的輸出成員變量).所以,方法在裝載的時(shí)候就有了,但是不可用,因?yàn)樗鼪](méi)有指象任何一個(gè)對(duì)象. 而靜態(tài)的又不一樣了,靜態(tài)的東西存在靜態(tài)存儲(chǔ)(static storage)區(qū),他們和類(lèi)是一個(gè)等級(jí)的，就是說(shuō)只要類(lèi)被裝載,它們就可以直接用.(用類(lèi)名來(lái)調(diào)用).他們不依賴(lài)與任何對(duì)象,所以也不能輸出任何對(duì)象的成員屬性.(除非成員屬性也是靜態(tài)的). 每個(gè)對(duì)象在new的時(shí)候都會(huì)在堆區(qū)中開(kāi)辟內(nèi)存,用來(lái)保存對(duì)象的屬性和方法.(實(shí)際上方法保存的只是方法區(qū)的引用,如果保存的是方法本身,那么試想一下,有多少個(gè)對(duì)象就得有多少個(gè)方法,那么又和第一點(diǎn)中”實(shí)例方法在內(nèi)存中只有一份拷貝”相矛盾了)。

棧內(nèi)存中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享

假設(shè)我們定義了兩個(gè)局部變量(注意局部變量和方法形參才保存在棧中,成員變量是保存在堆中,不要混淆了) int s1=20;int s2=20;編譯器工作流程如下: