Java对象的创建和使用-内存分析

创建

学生类是一个模板,描述了学生的特征【状态 + 行为】

当前类只描述学生的状态信息【属性】

当使用public修饰这个类时,这个类的类名必须与源文件名一致。

public class Student{
  public int age;
  public int no;
  public String name;
  public String address;
}

类体是有属性和方法组成

Student是类,属于引用数据类型

public class Student{类体}

由于变量定义在类体当中,方法体之外,这种变量称为成员变量。

所有学生都有学号信息,但是每个学生的学号都是不同的。

所以,要访问这个学号必须先创建对象,通过对象去访问学号信息

学号信息不能直接通过“类”去访问,所以这种成员变量又被叫做 “实例变量”

对象又被称为实例,实例变量又被称为对象变量。「对象级别的变量」

不创建对象,这个no变量的内存空间是不存在的,只有创建了对象,这个no变量的内存空间才会创建。

public class Student{
  public int no;
}

使用

通过一个类,可以实例化N个对象

实例化对象的语法

new className();

new是Java语言中的一个运算符

new运算符的作用是创建对象,在JVM堆内存当中开辟新的内存空间

理论

方法区内存:在类加载的时候,class字节码代码片段被加载到该内存空间当中。

栈内存(局部变量):方法代码片段执行的时候,会给该方法分配内存空间,在栈内存中压栈

堆内存:new的对象在堆内存中存储

成员变量没有手动赋值的话,系统赋默认值

数据类型默认值
byte, short, int, long0
float, double0.0
booleanFalse
char\u0000
引用数据类型null

public class testRecursion {
    public static void main(String[] args){
      int i = 1;
      Student students = new Student();
    }
}

class Student{
   public int age;
   public String name;4
   public String addRess;
}

以上代码如何用内存图表示?

使用new时,JVM内存图如何表示

image.png

i变量保存的一个字面值1

students保存的是一个对象的内存地址,我们称students引用

堆内存开辟的空间叫对象,对象的内存地址保存在students中,由于students保存了内存地址指向了堆内存中的对象,所以我们叫students为引用

  1. 什么是对象?new 运算符在堆内存中开辟的内存空间称为对象。

  2. 什么是引用?引用是一个变量,由于这个变量保存了另一个Java对象的内存地址,所以我们称之为引用

  3. 在Java中,不能直接操作堆内存,Java中没有指针,如果想要访问堆内存中的数据,必须使用引用的方式去访问。

  4. 局部变量在栈内存中存储。

成员变量中的实例变量在堆内存的Java对象内部存储。

空指针异常

例如有如下程序:

public class test1{
  public static void main(String[] args){
    test2 t = new test2();
    System.out.println(t.name);
    t = null;
    System.out.println(t.name);
  }
}

class test2{
  public String name = "UpYou";
}

以上程序编译可以通过,运行出现异常,对象索引断裂,发生错误:java.lang.NUllPointerException

代码第三行时,拿到了test2对象的内存地址。
image.png

当代码走到第5行时,t的值不再是test2的内存地址。当值改变后,意味着索引断裂。断裂之后test2对象会被垃圾回收,这时无论如何都无法访问到该对象。空引用无法访问实例相关的数据
image.png

“实例”相关的数据:这个数据访问的时候必须有对象的参与。这种数据就是实例相关的数据

总结

  1. JVM(Java虚拟机)主要包括三块内存空间,分别是:栈内存、堆内存、方法区内存
  2. 堆内存和方法区内存个有一个,一个线程一个栈内存
  3. 方法调用的时候,该方法所需要的内存空间在栈内存中分配,称为压栈。方法执行结束之后,该方法所属的内存空间释放,称为弹栈。
  4. 栈中主要存储的是方法体当中的局部变量。
  5. 方法的代码片段以及整个类的代码片段都被存储到方法区当中,在类加载的时候这些代码片段会载入。
  6. 在程序执行过程中使用new运算符创建的Java对象,存储在堆内存当中。对象内部有实例变量,所以实例变量存储在堆内存当中。
  7. 变量分类:
    • 局部变量「方法体中声明」
    • 成员变量「方法体外声明」
      • 实例变量「前边修饰符没有static
      • 静态变量「前边修饰符中有static
  8. 静态变量存储在方法区内存当中
  9. 三块内存当中,变化最频繁的是栈内存,最先有数据的是方法区内存,垃圾回收器主要针对的是堆内存。
  10. 垃圾回收器「自动垃圾回收、GC机制」什么时候会考虑将某个Java对象的内存回收呢?
    • 当随内存当中的Java对象成为垃圾数据的时候,会被垃圾回收器回收。
    • 当堆内存中的Java对象没有更多的引用指向它的时候就会被当成垃圾。当它被回收的时候,这个对象无法被访问,因为访问对象只能通过引用的方式访问。

image.png

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