Java面向对象内存分析

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:

堆栈示意图1

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:

堆

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

内存变化第一步

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

内存变化第一步

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

内存变化第三步

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
内存变化第四步

代码如下:

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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:

多态内存变化

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:

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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。