java之堆和栈的比较

    当我们第一次接触堆和栈时很多人都不不明白java中为什么要设置这两个概念，他们都有什么作用？堆和栈有什么区别，各自都有什么特点？还有Java中存在栈这样一个后进先出（Last In First Out）的顺序的数据结构，这就是java.util.Stack。这种情况下，不免让很多人更加费解前面的问题。事实上，堆和栈都是内存中的一部分，有着不同的作用，而且一个程序需要在这片区域上分配内存。众所周知，所有的Java程序都运行在JVM虚拟机内部，我们这里介绍的自然是JVM（虚拟）内存中的堆和栈。

区别

　　java中堆和栈的区别自然是面试中的常见问题，下面几点就是其具体的区别

各司其职

　　1.最主要的区别就是栈内存用来存储基础数据类型部变量和引用实例等局部变量，具有先进后出的特点。

基本类型(primitive types), 共有8种，即int, short, long, byte, float, double, boolean, char(注意，并没有string的基本类型)。 这种类型的定义是通过诸如int a = 3; long b = 255L;的形式来定义的，称为自动变量。
值得注意的是，自动变量存的是字面值，不是类的实例，即不是类的引用，这里并没有类的存在。如int a = 3; 这里的a是一个指向int类型的引用，指向3这个字面值。这些字面值的数据，由于大小可知，生存期可知
(这些字面值固定定义在某个程序块里面，程序块退出后，字段值就消失了)，出于追求速度的原因，就存在于栈中。

　　2.而堆内存用来存储Java中的对象。无论是成员变量，局部变量，还是类变量，它们指向的对象都存储在堆内存中，具有先进先出的特点。

独有还是共享

　　栈内存归属于单个线程，每个线程都会有一个栈内存，其存储的变量只能在其所属线程中可见，即栈内存可以理解成线程的私有内存。
　　而堆内存中的对象对所有线程可见。堆内存中的对象可以被所有线程访问。

异常错误

　　如果栈内存没有可用的空间存储方法调用和局部变量，JVM会抛出java.lang.StackOverFlowError。
　　而如果是堆内存没有可用的空间存储生成的对象，JVM会抛出java.lang.OutOfMemoryError。

空间大小

　　栈的内存要远远小于堆内存，如果你使用递归的话，那么你的栈很快就会充满。如果递归没有及时跳出，很可能发生StackOverFlowError问题。
　　你可以通过-Xss选项设置栈内存的大小。-Xms选项可以设置堆的开始时的大小，-Xmx选项可以设置堆的最大值。

　　这就是Java中堆和栈的区别。理解好这个问题的话，可以对你解决开发中的问题，分析堆内存和栈内存使用，甚至性能调优都有帮助。

查看默认值(Updated)

　　查看堆的默认值，使用下面的代码，其中InitialHeapSize为最开始的堆的大小，MaxHeapSize为堆的最大值。

13:17 $ java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep HeapSize
    uintx ErgoHeapSizeLimit                         = 0                                   {product}
    uintx HeapSizePerGCThread                       = 87241520                            {product}
    uintx InitialHeapSize                          := 134217728                           {product}
    uintx LargePageHeapSizeThreshold                = 134217728                           {product}
    uintx MaxHeapSize                              := 2147483648                          {product}
java version "1.8.0_25"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_25-b17)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.25-b02, mixed mode)

 

　　查看栈的默认值,其中ThreadStackSize为栈内存的大小。

13:21 $ java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep ThreadStackSize
     intx CompilerThreadStackSize                   = 0                                   {pd product}
     intx ThreadStackSize                           = 1024                                {pd product}
     intx VMThreadStackSize                         = 1024                                {pd product}
java version "1.8.0_25"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_25-b17)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.25-b02, mixed mode)

总结：

　　java的内存机制　：　

　　Java 把内存划分成两种一种是栈内存，另一种是堆内存。

   在函数中定义的一些基本类型的变量和对象的引用变量都是在函数的栈内存中分配，当在一段代码块定义一个变量时，Java 就在栈中为这个变量分配内存空间，当超过变量的作用域后，Java 会自动释放掉为该变量分配的内存空间，该内存空间可以立即被另作它用。

　 堆内存用来存放由 new 创建的对象和数组，在堆中分配的内存，由 Java 虚拟机的自动垃圾回收器来管理。在堆中产生了一个数组或者对象之后，还可以在栈中定义一个特殊的变量，让栈中的这个变量的取值等于数组或对象在堆内存中的首地址，栈中的这个变量就成了数组或对象的引用变量，以后就可以在程序中使用栈中的引用变量来访问堆中的数组或者对象，引用变量就相当于是为数组或者对象起的一个名称。引用变量是普通的变量，定义时在栈中分配，引用变量在程序运行到其作用域之外后被释放。而数组和对象本身在堆中分配，即使程序运行到使用 new 产生数组或者对象的语句所在的代码块之外，数组和对象本身占据的内存不会被释放，数组和对象在没有引用变量指向它的时候，才变为垃圾，不能在被使用，但仍然占据内存空间不放，在随后的一个不确定的时间被垃圾回收器收走（释放掉）。

　　这也是 Java 比较占内存的原因，实际上，栈中的变量指向堆内存中的变量，这就是 Java 中的指针！

java中变量在内存中的分配：

　　1、类变量（static修饰的变量）：在程序加载时系统就为它在堆中开辟了内存，堆中的内存地址存放于栈以便于高速访问。静态变量的生命周期--一直持续到整个"系统"关闭

　　2、实例变量：当你使用java关键字new的时候，系统在堆中开辟并不一定是连续的空间分配给变量（比如说类实例），然后根据零散的堆内存地址，通过哈希算法换算为一长串数字以表征这个变量在堆中的"物理位置"。 实例变量的生命周期--当实例变量的引用丢失后，将被GC（垃圾回收器）列入可回收“名单”中，但并不是马上就释放堆中内存

　　3、局部变量：局部变量，由声明在某方法，或某代码段里（比如for循环），执行到它的时候在栈中开辟内存，当局部变量一但脱离作用域，内存立即释放