JAVA内存管理详解编程语言

被问到有关Java内存管理的知识，所以要搜集整理一下了。开始之前，我们要明白一点，我们所使用的变量就是一块一块的内存空间！！

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

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一、内存管理原理：

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