⑴ java中什麼是堆和棧,如何應用,最好舉個例子,並詳細地說明一下,謝謝了
簡單的說:
Java把內存劃分成兩種:一種是棧內存,一種是堆內存。
在函數中定義的一些基本類型的變數和對象的引用變數都在函數的棧內存中分配。
當在一段代碼塊定義一個變數時,Java就在棧中為這個變數分配內存空間,當超過變數的作用域後,Java會自動釋放掉為該變數所分配的內存空間,該內存空間可以立即被另作他用。
堆內存用來存放由new創建的對象和數組。
在堆中分配的內存,由Java虛擬機的自動垃圾回收器來管理。
在堆中產生了一個數組或對象後,還可以在棧中定義一個特殊的變數,讓棧中這個變數的取值等於數組或對象在堆內存中的首地址,棧中的這個變數就成了數組或對象的引用變數。
引用變數就相當於是為數組或對象起的一個名稱,以後就可以在程序中使用棧中的引用變數來訪問堆中的數組或對象。
具體的說:
棧與堆都是Java用來在Ram中存放數據的地方。與C++不同,Java自動管理棧和堆,程序員不能直接地設置棧或堆。
Java的堆是一個運行時數據區,類的(對象從中分配空間。這些對象通過new、newarray、anewarray和multianewarray等指令建立,它們不需要程序代碼來顯式的釋放。堆是由垃圾回收來負責的,堆的優勢是可以動態地分配內存大小,生存期也不必事先告訴編譯器,因為它是在運行時動態分配內存的,Java的垃圾收集器會自動收走這些不再使用的數據。但缺點是,由於要在運行時動態分配內存,存取速度較慢。
棧的優勢是,存取速度比堆要快,僅次於寄存器,棧數據可以共享。但缺點是,存在棧中的數據大小與生存期必須是確定的,缺乏靈活性。棧中主要存放一些基本類型的變數(,int, short, long, byte, float, double, boolean, char)和對象句柄。
棧有一個很重要的特殊性,就是存在棧中的數據可以共享。假設我們同時定義:
int a = 3;
int b = 3;
編譯器先處理int a = 3;首先它會在棧中創建一個變數為a的引用,然後查找棧中是否有3這個值,如果沒找到,就將3存放進來,然後將a指向3。接著處理int b = 3;在創建完b的引用變數後,因為在棧中已經有3這個值,便將b直接指向3。這樣,就出現了a與b同時均指向3的情況。這時,如果再令a=4;那麼編譯器會重新搜索棧中是否有4值,如果沒有,則將4存放進來,並令a指向4;如果已經有了,則直接將a指向這個地址。因此a值的改變不會影響到b的值。要注意這種數據的共享與兩個對象的引用同時指向一個對象的這種共享是不同的,因為這種情況a的修改並不會影響到b, 它是由編譯器完成的,它有利於節省空間。而一個對象引用變數修改了這個對象的內部狀態,會影響到另一個對象引用變數。
String是一個特殊的包裝類數據。可以用:
String str = new String("abc");
String str = "abc";
兩種的形式來創建,第一種是用new()來新建對象的,它會在存放於堆中。每調用一次就會創建一個新的對象。
而第二種是先在棧中創建一個對String類的對象引用變數str,然後查找棧中有沒有存放"abc",如果沒有,則將"abc"存放進棧,並令str指向」abc」,如果已經有」abc」 則直接令str指向「abc」。
比較類裡面的數值是否相等時,用equals()方法;當測試兩個包裝類的引用是否指向同一個對象時,用==,下面用例子說明上面的理論。
String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
System.out.println(str1==str2); //true
可以看出str1和str2是指向同一個對象的。
String str1 =new String ("abc");
String str2 =new String ("abc");
System.out.println(str1==str2); // false
用new的方式是生成不同的對象。每一次生成一個。
因此用第一種方式創建多個」abc」字元串,在內存中其實只存在一個對象而已. 這種寫法有利與節省內存空間. 同時它可以在一定程度上提高程序的運行速度,因為JVM會自動根據棧中數據的實際情況來決定是否有必要創建新對象。而對於String str = new String("abc");的代碼,則一概在堆中創建新對象,而不管其字元串值是否相等,是否有必要創建新對象,從而加重了程序的負擔。
另一方面, 要注意: 我們在使用諸如String str = "abc";的格式定義類時,總是想當然地認為,創建了String類的對象str。擔心陷阱!對象可能並沒有被創建!而可能只是指向一個先前已經創建的對象。只有通過new()方法才能保證每次都創建一個新的對象。由於String類的immutable性質,當String變數需要經常變換其值時,應該考慮使用StringBuffer類,以提高程序效率。
java中內存分配策略及堆和棧的比較
2.1 內存分配策略
按照編譯原理的觀點,程序運行時的內存分配有三種策略,分別是靜態的,棧式的,和堆式的.
靜態存儲分配是指在編譯時就能確定每個數據目標在運行時刻的存儲空間需求,因而在編譯時就可以給他們分配固定的內存空間.這種分配策略要求程序代碼中不允許有可變數據結構(比如可變數組)的存在,也不允許有嵌套或者遞歸的結構出現,因為它們都會導致編譯程序無法計算準確的存儲空間需求.
棧式存儲分配也可稱為動態存儲分配,是由一個類似於堆棧的運行棧來實現的.和靜態存儲分配相反,在棧式存儲方案中,程序對數據區的需求在編譯時是完全未知的,只有到運行的時候才能夠知道,但是規定在運行中進入一個程序模塊時,必須知道該程序模塊所需的數據區大小才能夠為其分配內存.和我們在數據結構所熟知的棧一樣,棧式存儲分配按照先進後出的原則進行分配。
靜態存儲分配要求在編譯時能知道所有變數的存儲要求,棧式存儲分配要求在過程的入口處必須知道所有的存儲要求,而堆式存儲分配則專門負責在編譯時或運行時模塊入口處都無法確定存儲要求的數據結構的內存分配,比如可變長度串和對象實例.堆由大片的可利用塊或空閑塊組成,堆中的內存可以按照任意順序分配和釋放.
2.2 堆和棧的比較
上面的定義從編譯原理的教材中總結而來,除靜態存儲分配之外,都顯得很呆板和難以理解,下面撇開靜態存儲分配,集中比較堆和棧:
從堆和棧的功能和作用來通俗的比較,堆主要用來存放對象的,棧主要是用來執行程序的.而這種不同又主要是由於堆和棧的特點決定的:
在編程中,例如C/C++中,所有的方法調用都是通過棧來進行的,所有的局部變數,形式參數都是從棧中分配內存空間的。實際上也不是什麼分配,只是從棧頂向上用就行,就好像工廠中的傳送帶(conveyor belt)一樣,Stack Pointer會自動指引你到放東西的位置,你所要做的只是把東西放下來就行.退出函數的時候,修改棧指針就可以把棧中的內容銷毀.這樣的模式速度最快, 當然要用來運行程序了.需要注意的是,在分配的時候,比如為一個即將要調用的程序模塊分配數據區時,應事先知道這個數據區的大小,也就說是雖然分配是在程序運行時進行的,但是分配的大小多少是確定的,不變的,而這個"大小多少"是在編譯時確定的,不是在運行時.
堆是應用程序在運行的時候請求操作系統分配給自己內存,由於從操作系統管理的內存分配,所以在分配和銷毀時都要佔用時間,因此用堆的效率非常低.但是堆的優點在於,編譯器不必知道要從堆里分配多少存儲空間,也不必知道存儲的數據要在堆里停留多長的時間,因此,用堆保存數據時會得到更大的靈活性。事實上,面向對象的多態性,堆內存分配是必不可少的,因為多態變數所需的存儲空間只有在運行時創建了對象之後才能確定.在C++中,要求創建一個對象時,只需用 new命令編制相關的代碼即可。執行這些代碼時,會在堆里自動進行數據的保存.當然,為達到這種靈活性,必然會付出一定的代價:在堆里分配存儲空間時會花掉更長的時間!這也正是導致我們剛才所說的效率低的原因,看來列寧同志說的好,人的優點往往也是人的缺點,人的缺點往往也是人的優點(暈~).
2.3 JVM中的堆和棧
JVM是基於堆棧的虛擬機.JVM為每個新創建的線程都分配一個堆棧.也就是說,對於一個Java程序來說,它的運行就是通過對堆棧的操作來完成的。堆棧以幀為單位保存線程的狀態。JVM對堆棧只進行兩種操作:以幀為單位的壓棧和出棧操作。
我們知道,某個線程正在執行的方法稱為此線程的當前方法.我們可能不知道,當前方法使用的幀稱為當前幀。當線程激活一個Java方法,JVM就會在線程的 Java堆棧里新壓入一個幀。這個幀自然成為了當前幀.在此方法執行期間,這個幀將用來保存參數,局部變數,中間計算過程和其他數據.這個幀在這里和編譯原理中的活動紀錄的概念是差不多的.
從Java的這種分配機制來看,堆棧又可以這樣理解:堆棧(Stack)是操作系統在建立某個進程時或者線程(在支持多線程的操作系統中是線程)為這個線程建立的存儲區域,該區域具有先進後出的特性。
每一個Java應用都唯一對應一個JVM實例,每一個實例唯一對應一個堆。應用程序在運行中所創建的所有類實例或數組都放在這個堆中,並由應用所有的線程共享.跟C/C++不同,Java中分配堆內存是自動初始化的。Java中所有對象的存儲空間都是在堆中分配的,但是這個對象的引用卻是在堆棧中分配,也就是說在建立一個對象時從兩個地方都分配內存,在堆中分配的內存實際建立這個對象,而在堆棧中分配的內存只是一個指向這個堆對象的指針(引用)而已。
⑵ 用java編寫出來:用數組實現一個棧
public class Stack {
private Object[] stack;
//這個不需要;
//private int top = 0; //初始化棧頂
//這個也不需要;
//寫一個棧出來,最好是可以動態的,可以自己改變大小的,即數組的長度;
//private int size = 0; // 初始化大小
//元素個數;
private int size;
//默認長度為10;
public Stack(){
this(10);
}
//也可以自己設置長度,即容量;
public Stack(int len){
stack = new Object[len];
}
//返回元素個數;
public int size(){
return size;
}
//返回數組長度,即容量;
public int capacity(){
return stack.length;
}
//實現動態的數組;
public void ensureCapacity(){
if(size() == capacity()){
Object[] newStack = new Object[size() * 3 / 2 + 1];
System.array(stack, 0, newStack, 0, size());
stack = newStack;
}
}
//入棧;
public void push(Object o){
size++;
ensureCapacity();
stack[size - 1] = o;
}
/*
public void push(Object object) {
if (isFull()) {
System.out.println("棧滿! 入棧失敗");
}
stack[top++] = object;
}
*/
//判空;
public boolean isEmpty(){
return size == 0;
}
//出棧;
public Object pop(){
//首先要判空;
if(isEmpty()){
throw new ("不能為空");
}
Object o = stack[--size];
stack[size] = null;
return o;
}
/*
// 出棧
public Object pop() {
Object object = stack[--top];
stack[top] = null;
return object;
}
*/
/*
// 計算棧當前大小
public int size() {
return top;
}
// 判斷是否是空棧
public boolean isEmpey() {
return top == 0;
}
// 判斷是否棧滿
public boolean isFull() {
return top >= size;
}
public Stack(int size) {
this.size = size;
}
*/
public static void main(String[] args) {
Stack stack = new Stack(3);
String[] data = new String[] { "a", "b", "c" };
for (int i = 0; i < data.length; i++) {
stack.push(data[i]);
System.out.println(data[i] + "");
}
System.out.println("***********");
while (!stack.isEmpty()) {
System.out.println(stack.pop() + "");
}
//}
}
}
你自己對比一下,我是在你的裡面修改的
⑶ java 每個函數的棧空間大小是
在Java程序運行時,各個棧空間大小如下:
(1) 寄存器。最快的保存區域,位於處理器內部,數量十分有限,它是根據需要由編譯器分配。我們對此沒有直接的控制權.
(2) 棧(stack)。駐留於常規RAM(隨機訪問存儲器)區域,這是一種特別快、特別有效的數據保存方式,僅次於寄存器。創建程序時,Java編譯器必須准確地知道堆棧內保存的所有數據的「長度」以及「存在時間」。這失去了一定的靈活性,因此對象句柄是存放在棧中,但Java對象並不放到其中。
(3) 堆(heap)。保存了Java對象。和棧不同,它最吸引人的地方在於編譯器不必知道要從堆里分配多少存儲空間,也不必知道存儲的數據要在堆里停留多長的時間。因此,用堆保存數據時會得到更大的靈活性。要求創建一個對象時,只需用new命令編制相關的代碼即可。執行這些代碼時,會在堆里自動進行數據的保存。當然,為達到這種靈活性,必然會付出一定的代價:在堆里分配存儲空間時會花掉更長的時間!
(4) 靜態存儲。這兒的「靜態」(Static)是指「位於固定位置」(盡管也在RAM里)。程序運行期間,靜態存儲的數據將隨時等候調用。可用static關鍵字指出一個對象的特定元素是靜態的。但Java對象本身永遠都不會置入靜態存儲空間。
(5) 常數存儲。常數值通常直接置於程序代碼內部。這樣做是安全的,因為它們永遠都不會改變。有的常數需要嚴格地保護,所以可考慮將它們置入只讀存儲器(ROM)。
(6) 非RAM存儲。數據完全獨立於一個程序之外,則程序不運行時仍可存在,並在程序的控制范圍之外。
⑷ java虛擬機堆和棧分配的比例一般是多少合適
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⑸ java 為什麼 設置堆內存 而不需要設棧內存
本文簡明概要地說明了java程序的佔用內存構成
對象(Objects)
類(Classes)
線程(Theads)
本地數據結構(Native data structures)
本地代碼(Native code)
每個因素對內存佔用的影響又會隨著應用程序、運行環境和系統的不同而變化,那怎樣計算總的內存佔用量?是的,想得到一個准確的數字不是那麼容易,因為你很難控制本地(Native)部分。你能控制的部分只有堆大小:-Xmx,類佔用的內存:-XX:MaxPermSize,還有線程棧:-Xss控制每個線程佔用的內存。注意當把棧大小設置的太小時會導StackOverflow異常、程序出錯。所以,計算公式為:
(-Xmx)+(-XX:MaxPermSize)+線程數*(-Xss)+其它內存
其它內存部分取決於本地代碼佔用的內存,如NIO、Socket緩沖區、JNI等。它一般大約是JVM內存的5%左右。所以假設我們有下面的JVM參數和100個線程:
-Xmx1024m-XX:MaxPermSize=256m-Xss512k
那麼JVM進程至少會佔用內存數量為:1024m+256m+100*512k+(0.05*1330m)=1396.5m
我一般使用(1.5*堆最大值)來作為一個近似值表示一個Tomcat進程會需要的最小內存,如果你有需要增加MaxPermSize到256M以上的應用這個值可以更大些。
⑹ 用java實現數據結構「棧
Java棧的實現
public class MyStack { //定義一個堆棧類
int[] array; //用int數組來保存數據,根據需要可以換類型
int s_size; //定義堆棧的寬度
public MyStack(int i){ //定義一個帶參數構造器
array=new int[i]; //動態定義數組的長度
s_size=0; //堆棧的默認寬度為0
}
public MyStack(){ //默認構造器
this(50); //默認構造器可容納50個元素
}
public void push(int i){ //壓棧
array[this.s_size]=i;
this.s_size++;
}
public int pop(){ //從堆棧中取元素,從棧頂開始取
if(this.s_size!=0){
int t=array[s_size-1]; //用中間變數保存棧頂的元素
array[s_size-1]=0; //取完元素該位置設為0
s_size--; //棧的大小減1
return t; //返回棧頂元素
}else{
System.out.println("This stack is empty"); //當棧為空時顯示提示信息,返回0
return 0;
}
}
public boolean isEmpty(){ //判斷棧是否為空
return this.s_size==0;
}
public int top(){ //從棧頂取值,功能和 pop() 方法一樣
if(!this.isEmpty()){
int t=array[this.s_size-1];
array[this.s_size-1]=0;
this.s_size--;
return t;
}else{
System.out.println("This stack is empty!");
return 0;
}
}
public void printAll(){ //列印出堆棧中的所有元素的值,不是取出,元素依然在堆棧里
if(!this.isEmpty()){
for(int i=this.s_size - 1;i>=0;i--){
System.out.println(array[i]);
}
}
}
//下面是測試代碼
public static void main(String[] args){
MyStack stack=new MyStack();
stack.push(4);
stack.push(5);
stack.push(6);
stack.push(7);
//System.out.println(stack.isEmpty());
stack.printAll();
System.out.println("===========");
System.out.println(stack.top());
System.out.println(stack.top());
System.out.println(stack.top());
System.out.println(stack.top());
System.out.println(stack.top());
}
}
⑺ java中如何將棧設置成Int型呢
Java中的int是基本數據類型,沒有繼承自Object類,要存放整型數據必須使用整型的封裝類
Stack<Integer>stack=newStack<Integer>();
⑻ Java中棧的使用
和C++裡面一樣,有入棧,彈棧,查找函數
import java.util.*;(引入包含棧類的頭文件)
相關函數介紹
boolean empty()
測試堆棧是否為空。
E peek()
查看堆棧頂部的對象,但不從堆棧中移除它。
E pop()
移除堆棧頂部的對象,並作為此函數的值返回該對象。
E push(E item)
把項壓入堆棧頂部。
int search(Object o)
返回對象在堆棧中的位置,以 1 為基數。
⑼ java 線程棧大小應該如何合理的設置
Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name, long stackSize)
分配新的 Thread 對象,以便將 target 作為其運行對象,將指定的 name 作為其名稱,作為 group 所引用的線程組的一員,並具有指定的堆棧大小。
⑽ JAVA堆棧在哪裡設置
堆棧設置無疑是要適當理解和設置的最重要環節。 過度嚴格的內存設置要麼使Tomcat運行很慢,要麼報OutOfMemoryError的錯誤信息,使工作不正常。內存設置過大,要麼因不能平均分配如此大量的內存而無法啟動JVM,要麼能啟動運行正常,但卻耗用了超出所需的過量計算機內存,而且計算機上的其他軟體也無法運行(因為必要的內存已分配給Tomcat)。 之前關於JVM設置選項詳解中顯示的-Xmx和-Xms設置值為384MB,但這不一定是計算機的適用內存,即使是適用的,也未必就是Tomcat所要的內存大小。到底多大內存是最適合的,需要經驗來決定不同內存的大小。
以小的和大的啟動堆棧內存配置Tomcat JVM,都會引發網頁響應時間超出Java VM堆棧的最大值的某種問題(如果需要堆棧也跟著增長)。 因為Tomcat正在提供響應時會佔用大量的時間重新分配內存,所以如果您不希望性能出現類似的問題,一定要讓-Xms和Xmx開關值就是所需內存的相同大小,從而保證JVM在操作過程中從不需要重新分配堆棧內存。
在調用駐留於CATALINA_HOME/bin的Tomcat腳本之前,可以設置JAVA_OPTS環境變數值,以設置這些JVM啟動的任意開關。將JAVA_OPTS設置成包含任意開關、以空格分開的字元串。
為了可以連接遠程調試器,且想阻調試模式啟動Tomcat JVM,那麼可以按如下方式設置JAVA_OPTS環境變數:
JAVA_OPTS="-Xdebug -Xrunjdwp:transport=dt_socket,address=8000,server=y,suspend=n"
以上語句允許您通過Tomcat主機上的8000埠連接一個JPDA遠程調試器客戶端(例如,任何Java IDE),並調試Tomcat JVM中運行的任何代碼。您可隨意定製所喜歡的埠號。
如果想通過JMX遠程客戶端連接到Tomcat以實現本地管理和,或監控,請使用下列設置:
JAVA_OPTS="-Dcom.sun.management.jmxremote=true
-Dcom.sun.management.jxremote.ssl=false
-Dcom.sun.managerment.jmxremote.authenticate=false"
這些設置允許您在同一台運行Tomcat的機器上使用JMX控制台(如JDK自帶的jconsole),如果想遠程使用JMX控制台,則使用下列這些設置:
JAVA_OPTS="-Dcom.sun.management.jmxremote.port=8080
-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false
-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false
-Dcom.sun.management.jmxmote.password.file=/path/to/pw/file"
這些設置允許您從另一台機器上用TCP 8008埠連接到Tomcat JVM上。 您也可以設置-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=truen,然後在JMX遠程口令文件中設置-Dcom.sun.management.jmxmote.password.file=/path/to/pw/file路徑,從而只有您及您授權的用戶可以連接到Tomcat JVM上。