堆和栈-----思考研究



堆和栈-----思考研究

栈(stack)与堆(heap)都是Java用来在Ram[内存]中存放数据的地方[是两种不同的数据结构]。与C++不同，Java自动管理栈和堆，程序员不能直接地设置栈或堆。其他编程语言都有这两种数据结构。

一、栈因为本身是FILO - first in, last out. 先进后出，能够自动释放，是不需要程序员来管理的。可见，垃圾回收GC是针对堆Heap的，用new关键字创建的对象，都是放到堆Heap，其释放就是靠GC机制。http://blog.csdn.net/ljheee/article/details/50830594

栈（先进先出，是一种特殊的队列，进、出队列都在栈头）

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，会自动弹出“栈结构”，即被释放。

Java栈中主要存放一些基本类型的变量（,int, short, long, byte, float,double, boolean, char）和引用对象；栈里的引用变量，存的都是堆的首地址名，如数组int[] a,a的值就是堆内存中某段内存的首地址，里面存放了一组数据值，即数组元素的值。

 栈的优势是，存取速度比堆要快，仅次于直接位于CPU中的寄存器。但缺点是，存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的[由栈--先进先出的性质决定]，缺乏灵活性。

另外，栈有一个很重要的特殊性，就是存在栈中的数据可以共享。假设我们同时定义：

int a = 3;

int b = 3；

编译器先处理int a = 3；首先它会在栈中创建一个名字为a的引用变量，然后查找是否已存在字面值为3的变量，若不存在，就开辟一个空间存放3，然后将a引向3的地址。接着处理int b = 3；在创建完b的引用变量后，由于在栈中已经有值为3的变量a，便将b直接指向3的地址。这样，就出现了a与 b同时均指向3的情况,此时a和b的引用相同，a==b的结果为true。

栈的应用

因为栈的存取速度快，在很多特殊的、限定的场合，就非常适合用栈来解决。如：函数的参数，函数的参数在定义时给出形参（定义形参的类型、个数），调用函数时给出相应类型的实参；函数实参和形参间的参数传递就是通过栈结构来完成。一般，我们自定义函数，参数最好不要超过4-5个，因为参数多了，会降低性能。

此外，还有递归函数的调用，在每产生一次递归时，要记录和保存当前状态[进入下一轮递归前，当前的所有数据、信息值],而且要求一层层的进入递归，在一层层出来时，信息数据要和之前匹配吻合，这就用到的栈结构，为每一轮进入递归都建立了“递归栈”。

 二、堆

当我们启动一个进程时（如双击QQ.exe，该运行着的一个程序叫一个进程，它会向操作系统[OS]申请一块内存空间，其中就有堆内存，用于存储程序运行时产生的数据块[实例，参数]）。我们运行一个程序也是一样，也想要堆内存。

堆（heap）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[=引用变量]，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，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）。参阅GC机制http://blog.csdn.net/ljheee/article/details/50830594

堆是一个运行时数据区,类的对象从中分配空间。这些对象通过new、newarray、anewarray和multianewarray等指令建立，它们不需要程序代码来显式的释放。堆是由垃圾回收来负责的。

如int array[] = new int[5];   //new是一个运算符

执行时做了两件事，1.在堆内存，开辟一块空间（5个int型），2.在栈内存创建一个引用变量array,并把那块堆内存空间的首地址赋给了array。

堆的优势是可以动态地分配内存大小，生存期也不必事先告诉编译器，Java的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据。但缺点是，由于要在运行时动态分配内存，存取速度较慢。