[Java知识库] Java面向对象程序的执行顺序及内存分析

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[Java知识库]Java面向对象程序的执行顺序及内存分析

本文已参与「新人创作礼」活动，一起开启掘金创作之路。

1. Java内存的区域及特点

在执行Java程序时，数据是怎么在内存中变化的呢，本章节就讲讲java的内存分析，学习之前需要先了解下内存的区域，一般分为三个区域：栈（stack）、堆（heap）、方法区（method area）；

1.1 栈的特点

栈描述的是执行方法的内存模型，每个方法被调用都会创建一个栈帧（存储局部变量、操作数、方法出口等）；
JVM为每个线程创建一个栈，且属于线程私有，不能实现线程间的共享，用于存放该线程执行方法的信息（实际参数、局部变量）
栈的存储特性是“先进后出，后进先出”，类似手枪弹夹里的子弹原理；
栈是一个连续的空间，由系统自动分配，速度贼快；

1.2 堆的特点

堆是一个不连续的空间，系统灵活分配，速度相对栈而言较慢；
JVM只有一个堆，被所有线程共享，用于存储创建好的对象和数组（数组也是对象，较为特殊一点而已）；

1.3 方法区（又叫静态区，特殊的堆空间）特点

JVM只有一个方法区，被所有线程共享，而且方法区也是堆，但是存储的东西较为特殊；
但一般用来存储类、静态变量、常量相关的信息，即一些永远不变或者唯一性的内容。

2. Java类举例及内存分析

??以下程序代码为例，博主跟大家一起讲解下Java面向对象内存分析的步骤；

package cn.rowyet.J0003Class;
?
/**
 * @author rowyet
 * @date 20220412
 * @version 1.0
 * @desc
 * 类的属性
 *
 */
public class C0002ClassField {
    public static void main(String[] args)  // 步骤1 主函数，所有程序的入口
    {
?
        Student01 student01 = new Student01();  //步骤2，调用Student01构造函数，初始化student01对象
       
        student01.id=1;  //步骤3 student01的id赋值
      
        student01.name="RowYet"; //步骤4 student01的name赋值
      
        student01.age=18; //步骤5 student01的age赋值
?
        Computer computer = new Computer(); //步骤6  调用Compute构造函数，初始化computer对象
      
        computer.bride="Mac"; //步骤7 computer的bride属性赋值
?
        student01.comp=computer; //步骤8 将对象computer赋值给student01的comp属性
?
        student01.study(); //步骤9 调用student01的study方法
    }
?
?
?
}
?
//Student01类
class Student01
{
    int id;   // 局部变量学号 int 型 默认值为0
    String name;  // 局部变量姓名 String型 默认值为null
    int age; // 局部变量年龄 int 型 ，默认值为0
    Computer comp; // 局部变量 电脑 Computer型，默认值为null
    
    public Student01()  //构造函数，其实可不写
    {
    }
    
    //方法?
    void study()
    {
        System.out.println("我是："+name+"；学号："+id+"；正在用"+ comp.bride +"学习java！");
    }
}
?
//Computer类型
class Computer
{
    String bride;   //局部变量电脑品牌
    
    public Computer()  //构造函数，其实可不写
    {
    }
    
?
}
?

步骤1：先把类文件静态变量、静态方法、字符串、常量等加载进方法区，main方法为整个程序的主入口，在栈内开辟main方法的栈帧，初始化变量student01,默认值为null；

在这里插入图片描述

图1 步骤 1

步骤2：调用Student类的构造函数，开辟Student构造函数的栈帧，然后在堆内初始化student01对象，给该对象分配一个地址29453f44（随机的且唯一的，每次可能不一样）,且该对象的所有局部变量都赋初始默认值,完成Student的构造函数创建完对象后，Student构造函数弹栈（出栈）；

在这里插入图片描述

图2 步骤 2

步骤345：给student01对象的id，name，age赋初值；

在这里插入图片描述

图3 步骤 345

步骤6：，调用Computer类的构造函数，开辟Computer构造函数的栈帧，然后在堆内初始化computer对象，给该对象分配一个地址35453a44（随机的且唯一的，每次可能不一样）,且该对象的所有局部变量都赋初始默认值,完成Computer的构造函数创建完对象后，Computer构造函数弹栈（出栈）；

在这里插入图片描述