Java面向对象内存分析

title: Java面向对象内存分析
date: 2018-07-28 11:12:50
tags: JavaSE
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一、Java虚拟机的内存区域

​ Java虚拟机的内存可以分为三个区域：栈stack、堆heap、方法区method area

​ 具体如图所示：

1.栈Stack

栈的特点：

1. 栈描述的是方法执行的内存模型，每个方法被调用都会创建一个栈帧（存储局部变量，操作数，方法入口等）

2. JVM为每个线程创建一个栈，用于存放该线程执行方法的信息（实际参数，局部变量等）

3. 栈属于线程私有，不能实现线程间的共享！

4. 栈的存储特性是 “先进后出，后进先出”

5. 栈是由系统自动分配，速度快！栈是一个连续的内存空间

2.堆Heap

堆的特点：

1. 堆用于存储创建好的对象和数组（数组也是对象）

2. JVM只有一个堆，被所有线程共享

3. 堆是一个不连续的内存空间，分配灵活，速度慢

如图：

3.方法区

方法区的特点：

1. JVM只有一个方法区，被所有线程共享

2. 方法区实际也是堆，只是用与存储类、常量相关的信息！

3. 用来存放程序中永远是不变或唯一的内容。

   （类信息【Class对象】、静态常量、字符串常量等）

二、程序执行的内存变化过程

2.1 一个对象的创建分为四部

1. 分配对象空间，并将对象成员变量初始化为0或为空

2. 执行属性值的显示初始化

3. 执行构造方法

4. 返回对象的地址给相关变量

2.2 程序执行过程

1.方法区加载类的信息

类的代码信息，静待方法，静态常量被加载到方法区之中

2.调用main方法（程序执行的入口）

​ 在栈中开辟一个栈帧，调用main方法

​ 初始stu=null

​ 下一步执行构造方法

​ 开辟第二个栈帧，调用构造器，开始执行该方法

​ 构造器根据方法区里面的模板信息开始在堆区新建一个对象。方法结束后在堆区新建对象成功

3.构造器执行结束

​ 构造器执行结束，对象属性为初始状态

​ 构造器方法的栈帧回收删除

​ stu指向新生成的stu对象

4.main方法继续执行

​ 继续执行mian方法，为stu的属性进行赋值等， 例如使得部分属性指向字符串常量,最终方法执行结束

代码如下：

  package top.dlkkill.oo;
  ​
  public class Student {
      public String id;
      public String name;
      public Student() {
          System.out.println("Create a Student");
      }
      public static void live() {
          
      }
      public void study() {
          
      }
      public static void main(String[] args) {
          Student stu=new Student();
          stu.name="abc";
          stu.id="111";
      }
  }

三、多态内存分析

内存图如图所示：

这里要注意：

• super指向的是父类

• 无论是哪里的this，指向的都是新构造出来的Cat对象，比如在Aniaml里面有一个方法test();

  方法中通过this.voice()调用了voice方法，如果新构造的是一个Cat对象，那么这个调用的voice方法就是调用的Cat里面重写的voice方法，而不是Animal方法!（这一点比较重要，在Servlet中，我们继承一个Servlet，并重写doGet方法就可以实现我们想要的功能就是基于这个原理，例如父类中有service()方法，方法调用了doGet，我们重写了doGet方法，这里就会调用我们重写的方法）

代码如下：

  package top.dlkkill.oo;
  ​
  public class AnimalTest {
      
      public static void testAnimalVoice(Animal c) {
          c.voice();
          if(c instanceof Cat) {
              ((Cat) c).catchMouse();
          }
      }
      
      public static void main(String[] args) {
          // TODO Auto-generated method stub
          Animal a=new Cat();
          Cat a2=(Cat) a;
          testAnimalVoice(a);
      }
  ​
  }
  class Animal{
      String str;
      public void voice() {
          System.out.println("普通动物叫声");
      }
  }
  class Cat extends Animal{
      public void voice() {
          System.out.println("喵喵喵");
      }
      public void catchMouse() {
          System.out.println("抓老鼠");
      }
  }

程序执行，首先便会代码信息，类的信息以及静态方法、常量等加载到方法区之中。然后第一句执行，构造了一个Cat对象，具体如图所示，然后将地址交给变量使得变量指向该Cat对象。之后及时将地址交给一个Animal变量，但本质上指向的依然是一个Cat对象而不是变成Animal对象。