JAVA的堆疊和記憶體、垃圾回收解說

1.有關java健壯性特點的真相

很多書上都說java健壯性的特點是因為java使用陣列代替了c++的指標；c++最令人頭痛的問題就是記憶體問題，java的健壯性使程式設計人員不用再考慮記憶體的問題；這種觀點和想法是不對，java雖然有垃圾回收機制，不需要程式設計師去delete記憶體，但是在編碼的時候還是應該考慮到記憶體的，儘量不要去浪費jvm的記憶體；這裡就涉及到了java的堆疊問題。

2.java堆疊的區別

  堆：存放類型別，用new建立，垃圾自動回收機制負責回收，速度慢

1).堆是一個“執行時”資料區，類例項化物件是從堆上去分配空間的，也就是說堆上空間都是通過new指令建立的；

2).與c++的區別就是java不需要顯示的去釋放堆，而是由垃圾回收機制負責，這是因為堆是動態分配記憶體大小的，即程式執行的時候分配；

3).這也產生了一個問題，堆空間的資料記憶體讀取比較慢。

    例：String str =new String(“yangkai”);

  棧：存放基本資料型別，速度快

1).棧主要存放基本資料型別(byte、short、int、long、float、double、boolean、char)和物件控制程式碼；

2).資料可以共享；何為共享？這裡說的共享不是程式設計師決定的而是由jvm來控制，指系統自動處理的方式，比如說：int a = 10;int b= 10;這裡的a、b變數指向的棧上空間地址是同一個，這就是所謂的“資料共享”；jvm的處理邏輯：java虛擬機器去處理int a = 10的時候先去棧上建立一個變數作為a的引用，然後去查棧去找有沒有10的值，如果有就將a指向10，如果沒有就把10存進來。

3).相對於堆來說速度快；

4).棧資料的大小與生存期是確定的，缺乏靈活性。

例：int a = 0;

3.例項化物件的方法

  比如說String這個類的例項可以由兩種方法建立：

String str = new String(“yangkai”);

String str = “yangkai”;

   分析：這兩個方式建立的額物件是不同的，依照我們們上面介紹的堆疊知識應該對這種String的例項有所瞭解了吧！第一種採用new方式的在堆上開闢空間沒呼叫一次就會建立一個物件；第二種是現在棧上建立String物件的引用，然後儲存“yangkai”再讓str引用；下次再呼叫str，如果棧上有就不會再次建立了；所以一般比較String變數的時候都採用兩種方式，equals()和“==”；一般“==”判斷的是物件是否相等即是否是同一個物件；判斷出來兩個String物件相等了說明這個字串是存放在棧的，資料是共享的，這兩個字串是同一個物件；而equals()判斷兩個物件的內容是否相等，比如判斷堆上的字串的內容只能通過equals()方法來判斷，“==”判斷的可能是false，因為每一個string在堆上都是以一個String物件儲存的。

4.如何控制記憶體，這裡教你檢視jvm記憶體的使用

當前虛擬機器的最大記憶體： Runtime.getRuntime().maxMemory();

迴圈前虛擬機器已佔記憶體： Runtime.getRuntime().totalMemory();

   下面使用兩個案例來監測jvm記憶體：

package com.hudong.memory;
/**
 *
 * @Title: MemoryTest.java
 * @Copyright: Copyright (c)2005
 * @Description: <br>
 * <br>
 *              測試java虛擬機器的記憶體佔用情況
* @Created on 2014-1-21 上午11:40:35
 * @author楊凱
 */
public class MemoryTest {
 
    /**
    * @param args
    */
    public static void main(String[]args) {
       testStringBuffer();
       // testString();
    }
 
    /**
    * 測試String例項物件的佔用的記憶體
    */
    public static void testString() {
       String str = new String("abcdefghijklmn");
       int count = 0;
       System.out.println("當前虛擬機器的最大記憶體：" + Runtime.getRuntime().maxMemory()/ 1024 / 1024 + "m------" + Runtime.getRuntime().maxMemory()+ "byte");
       System.out.println("迴圈前虛擬機器已佔記憶體：" + Runtime.getRuntime().totalMemory()/ 1024 / 1024 + "m====" + Runtime.getRuntime().totalMemory()+ "byte");
       while (true) {
           try {
                str += str;
                count++;
            } catch (Error e) {
                System.out.println("迴圈次數：" + count);
                System.out.println("字串迴圈後的大小為：" + str.length() / 1024 / 1024 + "m-=-=-=" + str.length() + "byte");
                System.out.println("迴圈前虛擬機器已佔記憶體：" + Runtime.getRuntime().totalMemory()/ 1024 / 1024 + "m====" + Runtime.getRuntime().totalMemory()+ "byte");
                System.out.println("遇到錯誤：" + e);
                break;
           }
       }
       /*
        * 執行結果：
        * 當前虛擬機器的最大記憶體：793m------832438272byte
           迴圈前虛擬機器已佔記憶體：127m====133234688byte
           迴圈次數：23
           字串迴圈後的大小為：112m-=-=-=117440512byte
           迴圈前虛擬機器已佔記憶體：642m====673669120byte
           遇到錯誤：java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
        */
    }
 
    /**
     * 測試StringBuffer例項物件的佔用的記憶體
    */
    public static void testStringBuffer(){
       StringBuffer sb = new StringBuffer("abcdefghijklmn");
       int count = 0;
       System.out.println("當前虛擬機器的最大記憶體：" + Runtime.getRuntime().maxMemory()/ 1024 / 1024 + "m------" + Runtime.getRuntime().maxMemory()+ "byte");
       System.out.println("迴圈前虛擬機器已佔記憶體：" + Runtime.getRuntime().totalMemory()/ 1024 / 1024 + "m====" + Runtime.getRuntime().totalMemory()+ "byte");
       while (true) {
           try {
                sb.append(sb);
                count++;
           } catch (Error e) {
                System.out.println("迴圈次數：" + count);
                System.out.println("字串迴圈後的大小為：" + sb.length() / 1024 / 1024 + "m-=-=-=" + sb.length() + "byte");
                System.out.println("迴圈前虛擬機器已佔記憶體：" + Runtime.getRuntime().totalMemory()/ 1024 / 1024 + "m====" + Runtime.getRuntime().totalMemory()+ "byte");
                System.out.println("遇到錯誤：" + e);
                break;
           }
       }
       /*
        * 執行結果：
        * 當前虛擬機器的最大記憶體：793m------832438272byte
           迴圈前虛擬機器已佔記憶體：127m====133234688byte
           迴圈次數：23
           字串迴圈後的大小為：112m-=-=-=117440512byte
           迴圈前虛擬機器已佔記憶體：539m====566108160byte
           遇到錯誤：java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
 
        */
    }
}

   分析：以上兩個程式用來說明String和StringBuffer兩個佔用記憶體的情況；其他資料上面介紹這兩個類的使用的時候得出的結果是：Stringbuffer比String迴圈後得到的字串位元組大；而我在這測試的時候得到結果兩個類得到的字串大小是一樣的，區別是耗費的額虛擬機器的記憶體大小不一樣，後者明顯的比前者小。

  注：安裝完jdk之後jvm預設的大小是63m，上面我測試的時候是將jvm的配置檔案的xmx大小調大之後的。