0 工作方式和内存管理

0 工作方式及内存管理

0.0 工作方式

什么是Java程序？如何进行提交？

• Java程序是由一组类所组成的，其中有一个类会带有启动用的main()方法。因此程序员必须要编写一或多个类并以此提交。若用户没有Java虚拟机则必须一并提交才能让应用程序运行起来。

具体步骤：

• 编写源代码文件；
• 用javac编译程序文件，即.java文件变成.class文件（由字节码组成）；
• 启动Java虚拟机来运行.class文件，JVM将字节码转换成平台能够理解的形式来运行；
• 当Java虚拟机启动执行时，它会寻找你在命令列所指定的类。然后它会锁定像下面这样一个特定的方法main()。

JVM和编译器：

• Java虚拟机让程序运行起来
• 存取权限的安全问题由Java虚拟机来把关，编译器只做些标点符号的检查。
• 违反调用private方法的程序等也是由编译器检查，防止人们动到不可以碰的程序代码和其他类的重要数据。
• Java虚拟机也要租同样的事情，确保不会有人在执行前修改二进制代码。

0.1 Java内存管理

程序员决定了对象何时创建，如何创建，也决定了何时销毁对象。但程序员并不能自消灭对象，只是声明要放弃它。一旦它被放弃了，GC就会将它蒸发掉。回收对象所占用的内存空间。

堆与栈：

• 在Java中，程序员会在乎内存中的两种区域：

  • 对象的生存空间 堆（heap）
  • 方法调用及变量的生存空间 栈（stack）

• 当Java虚拟机启动时，它会从底层操作系统取得一块内存，并以此区段来执行Java程序。（有多少内存，以及能否调整要看Java虚拟机和平台的版本而定）

• 变量的生存空间要根据是哪一种变量而定：

  • 实例变量
    • 声明在类中而不是方法里面，实例变量存在于所属的对象中，每个实例可以不同。
  • 局部变量 —— 栈变量
    • 局部变量和方法的参数都是被声明在方法中。它们是暂时的，且生命周期只限于方法被放在栈上的这段时间。

• 调用一个方法，方法会放在调用栈的栈顶。

  • 实际被堆上栈的是栈顶块，它带有方法的状态，包括执行到哪一行程序以及所有的局部变量的值。
  • 栈顶上的方法是目前正在执行的方法。
  • 方法一直待在这里知道执行完毕。

• 栈上的对象引用

  • 对象局部变量，非 primitive 的变量只是保存对象的引用而已，而不是对象本身。如果局部变量是个对 对象的引用，只有变量本身会放在栈上。对象本身只会存在于堆上。

• 问：到底为什么要知道栈和堆的机制？这真的跟我们有关系吗？

  • 如果想要了解变量的有效范围（scope）、对象的建立、内存管理、线程（thread）和异常处理，则认识堆和栈是很重要的。

• 实例变量

  • 新建一个对象，Java必须在堆上找一个空间，足以存放该对象所有实例变量的空间。

  • 实例变量存在于对象所属的堆空间上。

    • primitive 主数据类型，则根据Java根据primitive 主数据类型的大小为该实例变量留下空间。
      • 对象引用，不需要保留对象带有的所有对象的空间，因为引用变量的值并不是对象本身，只是对象的存取方法，大小一定。
      • 而对象引用变量是否会指向堆上的对象，或者说实例变量对象是否会取得堆上的空间，这取决于具体的代码，有没有赋值。

总结：

• 堆与栈都是内存空间
• 实例变量是声明在类中方法之外的地方。
• 局部变量是声明在方法或方法的参数上。
• 所有局部变量都存在于栈上相对应的堆栈块中。
• 对象引用变量和primitive主数据类型变量都是放在栈上。
• 不管实例变量或局部变量，对象本身都会在堆上。
• 实例变量保存在所属的对象中，位于堆上。
• 如果实例变量是个对对象的引用，则引用与对象都是在堆上。
• 实例变量有默认值，原始的默认值是 0/0.0/false，引用的默认值是 null 。
• 不可能提供默认值的时候，就不需要提供无参数的构造函数了。