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[Java教程]Java内存结构、类的初始化、及对象构造过程


  1. 概述

网上关于该题目的文章已经很多,我觉得把它们几个关联起来讲可能更好理解一下。与其它语言一样,它在执行我们写的程序前要先分配内存空间,以便于存放代码、数据;程序的执行过程其实依然是代码的执行及数据的读写过程;除了在执行我们写的显式的可见代码外,Jvm还会自动帮我们帮一些事,包括类的加载、初始化、GC等,这些也不特殊。以下分别来说下这些概念。

  1. Java内存结构

这一点基本上同其它高级语言一样,Java包含:本地栈(有些特殊)、永久代码区。以下具体说下每个内存区的作用及使用方式

 

概念

修改方式

永久代码区
permanent space

其实代码两个字是我加上去的,它并不是单单存放代码,但代码的确是最主要、最典型的、对于一个类A,不论实例化多少对象,它的代码区有始自终都只有一块。这个区包含的主要是类的信息、比如static字段,final常量(跟编译器还是有些关系),各种方法(包括static及无static修饰的)二进制天书等,这一区域往往在整个JVM执行过程中大小不变。

XX:PermSpace

XX:MaxPermSpace

本地栈
native stack

用于java native线程,也就是用jni里添加的线程使用的栈,因为本人没写过多少jni代码,这块不详说。

?


stack

说到栈必须关联线程,线程包含我们平时常用的主线程main、及我们调用Thread.start()运行起来的一般线程,一个线程一个栈;栈的作用大家应该清楚,就是用来保留我们线程执行的现场,包括:调用者函数的局部变量、参数等;栈的特色是存放的东西都很小,存取速度很快。

Xss

-XX:MainThreadStackSize


heap

堆,应该是内存是占用最大的一个部分,跟据jvm的配置不同,堆可占到jvm总使用内存的95%以上,当然这个数字没多大意义,只是给大家一个感觉,相对于其它语言,Java里的堆比较好理解,所有我们new出来的对象都存放在堆里,而它的使用者通过"引用"来调用它,引进会经常被压入之前我们提到的栈里(引用很小,所以很适合在栈里进进出出)。

Xms 初始大小

Xmx 最大值

Xmn 年轻代大小


 

*注意:32位的机器内存设置的总合一般不能大于1.5G(即使你有4G的物理内存,可能跟java的寻址方式有关;是否有其它解决方案,还望高人给出)

我这里举个例子

public class Demo { // 永久代码区 <- 类总体信息
public static String staticField; // 永久代码区
public String dynField; // 堆

public static void staticMtd() { // 永久代码区 <- 代码块
int i = 0; //直接量引用(程序员不可见)往往在寄存器里,或是其它临时的地方
String str = ""; //str的实例在堆里
System.out.println("我现在在调用另一个方法");//此时i、str的引用被压到栈里, str的实例在堆里
}

public void mtd() { // 永久代码区 <- 代码块(但加了访问限制,只有用对象才能引用到该代码块)
}
}

完成了这部分,剩下的两部分就想对简单了:

  1. 类的加载初始化

类在第一次使用之前被加载初始化,具体怎么加载取决于运行环境。类的初始化即在永久代码区里为类及字段分配内存空间,然后再跟据我们的书写顺序依次赋值或执行static块。

比如:

static{ System.out.println("first exc"); }
static String Field = "x";
static String F2 = Field;
static{System.out.println("after F2=Field");}

//赋值及执行顺序就是书写顺序。

  1. 对象构造过程

构造子类之前必须调用父类,且构造块会构造函数之前执行(很想知道具体是怎么实现的,望大师指点)

举个例子:

A类:

public class A {

static {
System.out.println("A static block");
}

public A() {
super();
System.out.println("A constructor");
}

{
System.out.println("A not static block" + this);
}
}

B类:

public class B extends A {
static {
System.out.println("B static block");
}

public B() {
super();
System.out.println("B constructor");
}

{
System.out.println("B not static block");
}

public static void main(String[] args) {
new B();
}
}

结果:

A static block
B static block
A not static blockB@a90653
A constructor
B not static block
B constructor

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