JAVA内存管理

转载自：http://www.cnblogs.com/shudonghe/p/3266294.html

人家讲的很好，很直观。

一、内存管理原理：

在java中，有java程序、虚拟机、操作系统三个层次，其中java程序与虚拟机交互，而虚拟机与操作系统间交互！这就保证了java程序的平台无关性！下面我们从程序运行前，程序运行中、程序运行内存溢出三个阶段来说一下内存管理原理！

1、程序运行前：JVM向操作系统请求一定的内存空间，称为初始内存空间！程序执行过程中所需的内存都是由java虚拟机从这片内存空间中划分的。

2、程序运行中：java程序一直向java虚拟机申请内存，当程序所需要的内存空间超出初始内存空间时，java虚拟机会再次向操作系统申请更多的内存供程序使用！

3、内存溢出：程序接着运行，当java虚拟机已申请的内存达到了规定的最大内存空间，但程序还需要更多的内存，这时会出现内存溢出的错误！

至此可以看出，Java 程序所使用的内存是由 Java 虚拟机进行管理、分配的。Java 虚拟机规定了 Java 程序的初始内存空间和最大内存空间，开发者只需要关心
Java 虚拟机是如何管理内存空间的，而不用关心某一种操作系统是如何管理内存的。

二、 RUNTIME 类的使用：

Java 给我们提供了Runtime 类得到JVM 内存的信息

方法名称	参数	作用	返回值
getRuntime	无	获取 Runtime 对象	Runtime 对象
totalMemory	无	获取 JVM 分配给程序的内存数量	long：内存数量
freeMemory	无	获取 当前可用的内存数量	long：内存数量
maxMemory	无	获取 JVM 可以申请到的最大内存数量	long：内存数量

三、内存空间逻辑划分：

JVM 会把申请的内存从逻辑上划分为三个区域，即：方法区、堆与栈。

方法区：方法区默认最大容量为64M，Java虚拟机会将加载的java类存入方法区，保存类的结构（属性与方法），类静态成员等内容。

堆：默认最大容量为64M，堆存放对象持有的数据，同时保持对原类的引用。可以简单的理解为对象属性的值保存在堆中，对象调用的方法保存在方法区。

栈：栈默认最大容量为1M，在程序运行时，每当遇到方法调用时，Java虚拟机就会在栈中划分一块内存称为栈帧（Stack
frame），栈帧中的内存供局部变量（包括基本类型与引用类型）使用，当方法调用结束后，Java虚拟机会收回此栈帧占用的内存。

四、java数据类型



1、基本数据类型：没封装指针的变量。

声明此类型变量，只会在栈中分配一块内存空间。

2、引用类型：就是底层封装指针的数据类型。

他们在内存中分配两块空间，第一块内存分配在栈中，只存放别的内存地址，不存放具体数值，我们也把它叫指针类型的变量，第二块内存分配在堆中，存放的是具体数值，如对象属性值等。

3、下面我们从一个例子来看一看：

public class Student {

String stuId;

String stuName;

int stuAge;

}

public class TestStudent {

public static void main(String[] args) {

Student s = new Student();

String name = new String("云鹤");

int a = 10;

char b = 'm';

s.stuId = "6363";

s.stuName = "刘德华";

s.stuAge = 25;

}

}

（1）类当然是存放在方法区里面的。

（2）Student s = new Student();

这行代码就创建了两块内存空间，第一个在栈中，名字叫s，它就相当于指针类型的变量，我们看到它并不存放学生的姓名、年龄等具体的数值，而是存放堆中第二块内存的地址，第二块才存放具体的数值，如学生的编号、姓名、年龄等信息。

（3）int a = 10;

这是 基本数据类型 变量，具体的值就存放在栈中，并没有只指针的概念！

下图就是本例的内存布置图：



此外我们还要知道Student s = new Student(); 包括了声明和创建，即：
声明：Student s;
创建：s = new Student();
其中声明只是在栈中声明一个空间，但还没有具体的值，声明后的情况如下图所示：



创建后的情况如下图所示：



（4）引用类型中的数组也封装了指针，即便是基本数据类型的数组也封装了指针，数组也是引用类型。比如代码int[] arr = new int[]{3, 6, 12, 9, 66, 31};如下图所示：



五、java值传参与引用传参

（1）参数根据调用后的效果不同，即是否改变参数的原始数值，又可以分为两种:按值传递的参数与按引用传递的参数。

按值传递的参数原始数值不改变，按引用传递的参数原始数值改变！这是为什么呢？其实相当简单：

我们知道基本数据类型的变量存放在栈里面，变量名处存放的就是变量的值，那么当基本数据类型的变量作为参数时，传递的就是这个值，只是把变量的值传递了过去，不管对这个值如何操作，都不会改变变量的原始值。而对引用数据类型的变量来说，变量名处存放的地址，所以引用数据类型的变量作为传参时，传递的实际上是地址，对地址处的内容进行操作，当然会改变变量的值了！

正常情况下，我们用数组测试TestArray类如下：

public class TestArray {

void change(int[] arr) {

for(int i=0;i<arr.length;i++)
if(i%2==0)
arr[i]=1000;
System.out.println("方法体内修改值后：" );
for(int i=0;i<arr.length;i++)
System.out.println(arr[i]);
}

public static void main(String[] args) {

int[] a = {1,2,3,4};

TestArray testString = new TestArray();

System.out.println("方法调用前：");
for(int i=0;i<a.length;i++)
System.out.println(a[i]);
testString.change(a);
System.out.println("方法调用后：");
for(int i=0;i<a.length;i++)
System.out.println(a[i]);
}

}

输出结果如下：

方法调用前：
1
2
3
4
方法体内修改值后：
1000
2
1000
4
方法调用后：
1000
2
1000
4

数组实际上也是引用类型，在调用函数的过程中改变了其值。
（2）特例：String

public class TestString {

void change(String str) {

str = "吴奇隆";

System.out.println("方法体内修改值后：" + str);

}

public static void main(String[] args) {

String name = "歌星";

TestString testString = new TestString();

System.out.println("方法调用前：" + name);
testString.change(name);
System.out.println("方法调用后：" + name);

}

结果：

方法调用前：歌星
方法体内修改值后：吴奇隆
方法调用后：歌星

分析：

上例中，虽然参数String 是引用数据类型，但其值没有发生改变，这是因为String 类是final 的，它是定长，不允许对其进行改变，而StringBuffer(多线程下使用性能优)和StringBuilder(单线程下面使用性能优)是可以改变的。如果这里用StringBuffer和SringBuiler替代，结果和Array的使用一样，中间结果会被改变。
我们看初始情况，即String name = "歌星";这行代码运行
完，如下图：



当调用方法时testString.change(name)，内存变化为：



在方法体内，参数str赋予一个新值，str = "吴奇隆"。因为"吴奇隆"这个String是定长，系统就会在堆中分配一块新的内存空间37DF，这样str指向了新的内存空间37DF，而name还是指向36DF， 37DF的改变对它已没影响：



最后，方法调用结束，str与37DF的内存空间消亡。Name的值依然为歌星,并没有改变。
所以String虽然是引用类型参数，但值依然不变：



（3）无法交换的例子：

public class TestChange {

void change(Student stu1, Student stu2) {

stu1.stuAge ++;

stu2.stuAge ++;

Student stu = stu1;

stu1 = stu2;

stu2 = stu;

}

public static void main(String[] args) {

Student z = new Student();

z.stuName = "张信哲";

z.stuAge = 40;

Student r = new Student();

r.stuName = "任贤齐";

r.stuAge = 30;

System.out.println("交换前z：\t"+z.stuName+"\t"+z.stuAge);
System.out.println("交换前r：\t"+r.stuName+"\t"+r.stuAge);

TestChange testChange = new TestChange();

testChange.change(z, r);

System.out.println("交换后z：\t"+z.stuName+"\t"+z.stuAge);
System.out.println("交换后r：\t"+r.stuName+"\t"+r.stuAge);

}

}

运行结果：

交换前z：    张信哲    40
交换前r：    任贤齐    30
交换后z：    张信哲    41
交换后r：    任贤齐    31