本文主要通過分析Java內(nèi)存分配的棧、堆以以及常量池詳細(xì)的講解了其的工作原理。

一、java虛擬機(jī)內(nèi)存原型

寄存器：我們在程序中無法控制棧：存放基本類型的數(shù)據(jù)和對象的引用，但對象本身不存放在棧中，而是存放在堆中堆：存放用new產(chǎn)生的數(shù)據(jù)靜態(tài)域：存放在對象中用static定義的靜態(tài)成員常量池：存放常量非RAM存儲：硬盤等永久存儲空間。

二、常量池（constant pool）

常量池指的是在編譯期被確定，并被保存在已編譯的。class文件中的一些數(shù)據(jù)。除了包含代碼中所定義的各種基本類型（如int、long等等）和對象型（如String及數(shù)組）的常量值（final）還包含一些以文本形式出現(xiàn)的符號引用，比如：

1、類和接口的全限定名；
2、字段的名稱和描述符；
3、方法和名稱和描述符。

虛擬機(jī)必須為每個(gè)被裝載的類型維護(hù)一個(gè)常量池。常量池就是該類型所用到常量的一個(gè)有序集和，包括直接常量（string,integer和floating point常量）和對其他類型，字段和方法的符號引用。對于String常量，它的值是在常量池中的。而JVM中的常量池在內(nèi)存當(dāng)中是以表的形式存在的， 對于String類型，有一張固定長度的CONSTANT_String_info表用來存儲文字字符串值，注意：該表只存儲文字字符串值，不存儲符號引 用。說到這里，對常量池中的字符串值的存儲位置應(yīng)該有一個(gè)比較明了的理解了。在程序執(zhí)行的時(shí)候，常量池 會儲存在Method Area,而不是堆中。

三、Java內(nèi)存分配中的棧

棧的基本單位是幀（或棧幀）：每當(dāng)一個(gè)java線程運(yùn)行的時(shí)候， java虛擬機(jī)會為該線程分配一個(gè)java棧。該線程在執(zhí)行某個(gè)java方法的時(shí)候， 向java棧壓入一個(gè)幀，這個(gè)幀用于存儲參數(shù)、局部變量、操作數(shù)、中間運(yùn)算結(jié)果等。當(dāng)這個(gè)方法執(zhí)行完的時(shí)候，幀會從棧中彈出。Java棧上的所有數(shù)據(jù)是私有的，其他線程都不能該線程的棧數(shù)據(jù)。在函數(shù)中定義的一些基本類型的變量數(shù)據(jù)和對象的引用變量都在函數(shù)的棧內(nèi)存中分配。當(dāng)在一段代碼塊定義一個(gè)變量時(shí)，Java就在棧中 為這個(gè)變量分配內(nèi)存空間，當(dāng)該變量退出該作用域后，Java會自動釋放掉為該變量所分配的內(nèi)存空間，該內(nèi)存空間可以立即被另作他用。

四、Java內(nèi)存分配中的堆

java虛擬機(jī)中的堆用來存放由new創(chuàng)建的對象和數(shù)組。 在堆中分配的內(nèi)存，由Java虛擬機(jī)的自動的垃圾回收機(jī)制來管理堆的內(nèi)存。簡單的說和棧相對，堆主要是用來存放java對象的，棧主要是用來存放對象引用的…在堆中產(chǎn)生了一個(gè)數(shù)組或?qū)ο蠛螅€可以 在棧中定義一個(gè)特殊的變量，讓棧中這個(gè)變量的取值等于數(shù)組或?qū)ο笤诙褍?nèi)存中的首地址，棧中的這個(gè)變量就成了數(shù)組或?qū)ο蟮囊米兞俊?引用變量就相當(dāng)于是 為數(shù)組或?qū)ο笃鸬囊粋€(gè)名稱，以后就可以在程序中使用棧中的引用變量來訪問堆中的數(shù)組或?qū)ο?。引用變量就相?dāng)于是為數(shù)組或者對象起的一個(gè)名稱。

引用變量是普通的變量，定義時(shí)在棧中分配，引用變量在程序運(yùn)行到其作用域之外后被釋放。而數(shù)組和對象本身在堆中分配，即使程序運(yùn)行到使用new 產(chǎn)生數(shù)組或者對象的語句所在的代碼塊之外，數(shù)組和對象本身占據(jù)的內(nèi)存不會被釋放，數(shù)組和對象在沒有引用變量指向它的時(shí)候，才變?yōu)槔?，不能在被使用，但?然占據(jù)內(nèi)存空間不放，在隨后的一個(gè)不確定的時(shí)間被垃圾回收器收走（釋放掉）。這也是Java 比較占內(nèi)存的原因。實(shí)際上，棧中的變量指向堆內(nèi)存中的變量，這就是Java中的指針！

Java的堆是一個(gè)運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)，類的（對象從中分配空間。這些對象通過new、newarray、anewarray和multianewarray等指令建立，它們不需要程序代碼來顯式的釋放。堆是由垃圾回收來負(fù)責(zé)的，堆的優(yōu)勢是可以動態(tài)地分配內(nèi)存 大小，生存期也不必事先告訴編譯器，因?yàn)樗窃谶\(yùn)行時(shí)動態(tài)分配內(nèi)存的，Java的垃圾收集器會自動收走這些不再使用的數(shù)據(jù)。但缺點(diǎn)是，由于要在運(yùn)行時(shí)動態(tài) 分配內(nèi)存，存取速度較慢。

棧的優(yōu)勢是，存取速度比堆要快，僅次于寄存器，棧數(shù)據(jù)可以共享。但缺點(diǎn)是，存在棧中的數(shù)據(jù)大小與生存期必須是確定的，缺乏靈活性。棧中主要存放一些基本類型的變量數(shù)據(jù)（int, short, long, byte, float, double, boolean, char）和對象句柄（引用）。

棧有一個(gè)很重要的特殊性，就是存在棧中的數(shù)據(jù)可以共享。假設(shè)我們同時(shí)定義：

int a=3; int b=3; 編譯器先處理int a = 3;首先它會在棧中創(chuàng)建一個(gè)變量為a的引用，然后查找棧中是否有3這個(gè)值，如果沒找到，就將3存放進(jìn)來，然后將a指向3.接著處理int b = 3;在創(chuàng)建完b的引用變量后，因?yàn)樵跅Ｖ幸呀?jīng)有3這個(gè)值，便將b直接指向3.這樣，就出現(xiàn)了a與b同時(shí)均指向3的情況。

這時(shí)，如果再令a=4;那么編譯器會重新搜索棧中是否有4值，如果沒有，則將4存放進(jìn)來，并令a指向4;如果已經(jīng)有了，則直接將a指向這個(gè)地址。因此a值的改變不會影響 到b的值。

要注意這種數(shù)據(jù)的共享與兩個(gè)對象的引用同時(shí)指向一個(gè)對象的這種共享是不同的，因?yàn)檫@種情況a的修改并不會影響到b, 它是由編譯器完成的，它有利于節(jié)省空間。而一個(gè)對象引用變量修改了這個(gè)對象的內(nèi)部狀態(tài)，會影響到另一個(gè)對象引用變量。

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