Java内存分析

前言

　　看代码，或许我们只能了解程序执行的先后顺序，通过内存分析，我们可以了解程序执行过程中的内存分配情况。前者是在时间维度上进行分析，后者是在空间维度上进行分析。本文目的就是将具体代码与其执行过程中的内存分配情况对应起来，使大家对这块内容有个清晰的认识。

概述

　　根据下图，我们首先来介绍一下整个程序执行过程。主要分为三步：

　

1. 双击程序文件，将程序装载到内存中；
2. 内存中本身有操作系统的代码，会找到代码中的main方法开始执行；
3. 执行过程中的内存管理。

　　补充：

　　程序文件本身放在硬盘上，文件扩展名可以是.exe或者是.class等。

　　内存管理即本文主要介绍的问题。内存管理过程中会将内存分为四块区域：堆区(Heap)，栈区(Stack)，数据区(Data Segment)，代码区(Code Segment)。

　　总体而言，要记住以下四点：

　　1.new出来的东西放到堆区；

　　2.局部变量放到栈区；

　　3.静态变量和字符串常量放到数据区；

　　4.代码放到代码区。

　　以上四点是根本准则，下面的就是具体要强调的细节了。

具体情况

类和对象

　　程序执行过程中，定义的类的代码会加载到内存中的代码区；

　　对象在实例化的过程中（new）产生。

　　如上图所示，类C的代码会加载到代码区；在执行main方法时，c1和c2属于局部变量，会在栈区分配两块空间；new C()的过程中，会在堆区分配空间，这块空间属于某个对象，在该对象的控空间中，包括了成员变量的空间。

　　备注：数组也属于引用类型，所以它的内存分配状况同对象。

方法

　　方法执行时，首先为方法的形参分配空间，形参等同于局部变量，所以在栈内存分配空间。接着，采用值传递的方式，实参把值复制给形参。方法有返回值时，返回值也会在栈中有块临时内存，没有名字。

　　方法执行完毕之后，为方法执行分配的局部变量及返回值的临时的空间消失。

继承

　　如上图所示，如果“Class Student extends Person”，则在new Student ( )时，堆中分配的属于该对象的空间中，会同时有父对象的空间。即子类对象比父类对象大，子类对象拥有父类对象。同时具有this和super引用，分别指向整个对象和其中的父对象。

静态变量和字符串常量

　　以下是一段具有静态成员变量和字符串常量的代码：

public class Cat {
    private static int sid = ;//静态成员变量
    private String name; //成员变量
    int id;
    Cat(String name) {
        this.name = name;  
        id = sid++;
    }
    public void info(){
        System.out.println
               ("My name is "+name+" No."+id);
    }
    public static void main(String arg[]){       
        Cat mimi = new Cat("mimi"); //"mimi"为字符串常量      
        Cat pipi = new Cat("pipi");
        mimi.info(); 
        pipi.info();
    }
}
           

　　如上图所示静态变量只有一份，存在于数据区；字符串常量也存在于数据区。

多态

　　多态存在有三个条件：继承，重写，父类引用指向子类对象。内存分配情况同继承时的内存分配情况。只是当向上转型时，只能访问父类的成员变量，而在执行重写方法时，会根据实际绑定的子类对象，执行子类对象的方法。

　　如:Animal a= new Dog();该对象只能访问name属性，不能访问子类对象的furColor属性。

　　

　　动态决定执行哪段方法代码。Animal和Cat都有enjoy方法，当Animal a= new Cat()； a.enjoy();在执行过程中，会决定执行Cat中的enjoy方法的代码。

总结

　　了解内存分配过程，就是在了解代码背后的故事，以上是基础的一些内容，如果要和之前学过的内容联系起来，我想这些知识或许对理解C++中的指针，构造函数，传值调用，传址调用等有帮助。如果展望一下这些基础知识的潜在价值，这或许对我今后优化自己的代码，减少内存消耗有帮助吧！