JAVA對象創造及內存佈局介紹

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JAVA對象創造及內存佈局介紹

  進程簡略介紹:

計算機對於內存的分配是以進程為單位的,每個進程在邏輯上是隔離的,每個進程都認為自己是這台電腦上的唯一程序,自己面對所有的內存空間,(如,你的電腦有2G內存,那麼一個進程認為自己可以申請到2G的內存空間)這種技術叫做進程隔離技術,保證了系統不會因為一個進程的失敗,導致系統崩潰。一個進程可以向操作系統申請內存,(操作系統是系統資源的調度者,進程要使用資源必須向操作系統打報告)進程申請到的內存一般以兩種形式使用,一種是棧(stack)的形式,另一種是堆(heap)的形式。一個進程可以有多個棧,但只有一個堆。一個棧對應一個線程(thread),一個進程至少需要一個線程,即至少有一個棧。

現在有一個student類,如下

class student{

String name;

int age;

void gotoSchool(){

t("Let's go to school !");

}

void eat(){

t("Let's go to eat !");

}

}

現在來創建一個學生對象 Student stu = new Student();

該語句實際是Student stu = new Student student()的縮寫版,只是人們發現那樣寫很累,於是就把兩個student合二為一了。

下面分析一下該語句是如何執行的。 進程申請到內存空間,按照兩種方式分配,有的內存分配給棧,有的分配給堆。棧空間比較狹小,有大小限制,堆空間可以很大,大到和內存的容量一致。編譯器是從左到右進行編譯的,程序也是如此執行。

首先是碰到Student這樣一個符號(token),系統會馬上看下Student是什麼東西,不久它發現那是一個類,然後把整個類的代碼加載(class loading)到內存中。程序的代碼必須從磁盤上加載到內存中才能執行,其實cpu只跟內存打交道。只是因為一斷電什麼都沒了,所以後面才發明了硬盤,軟盤等。在堆中有一個代碼區(code area),用來存放Student類的代碼。因為棧的空間狹小,而類代碼可能很大,所以要把類代碼加載到堆中。

然後,遇到stu符號,即創建一個引用變量(或句柄),其數據類型是Student,因為Student類已經加載了,所以系統也知道了stu是什麼東西。因為引用變量指向一個地址(説白了就是保存地址的變量而已,相當於C語言中的指針),所佔空間不大,所以把其創建在棧中即可。

接着從=右邊開始,先讀到new Student,即創建一個裸對象(naked object),或者説空白對象。因為類對象可能很大(如繼承),所以應創建在堆中。這個裸對象主要保存自己的屬性,代碼區中的代碼只是指導如何去做,而真正申請內存空間是在對象中。每個對象都有一個隱藏屬性,叫做代碼指針,指向對象所處的類,每個對象只要保存自己個性化的特徵就行了,這樣可以減少內存的開銷,。方法可以共用,而屬性不可以,才能體現出個性化。就像你不想和別人共用一個名字一樣,但行為可以是一致的',可以一起上學、一起吃飯。每個對象還有另一個隱藏屬性,this指針,保存了本對象在內存中的位置(俗稱為指向自己)。

ps:一個對象的大小隻跟屬性的多少有關,而和代碼的數量無關。屬性是主人,方法是僕人,為屬性服務。一個裸對象通過初始化,使其內部的空白對象屬性獲得對應,體現出個性化,然後才能進入正式使用。就像人一樣,有名字、年齡、要上學等,從嬰兒到成人,其初 始化是一個漫長的過程。

再接着遇到student ( ),這是一個構造方法(constructor),調用該方法為空白對象提供初始化服務。

ps:構造方法地位重要,所以被特批能使用類名作為自己的名字,即與類同名。如果一個類沒有顯示書寫一個構造方法,系統會自動為其添加一個,該方法是一個無參空實現的構造方法。構造方法不能有返回值,而不是沒有返回值(沒有即為void).

最後把創建完的對象的地址通過=賦值給stu,以後對對象的的操作,只要通引用變量stu就可以了。我們可以把stu想像成是一根套住對象的繩子,繩子的數據類型決定了該繩子能套住什麼樣的對象。通過繩子對對象發號施令(就如我們用遙控器[引用]去操控電視機[對象]一樣),對象收到命令後會訪問其的代碼指針,找到代碼區中相應的代碼並執行,人只能和棧打交道,而棧再和堆打交道。

至此語句Student stu = new Student( )就執行完了,接下去就是使用stu工作了。

ps:附件是對象創建內存佈局圖。

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