Speicherzuweisung in Java

Speicherzuweisung in Java kann als ein Prozess der Zuweisung von Speicher zu Java-Programmen oder -Diensten definiert werden. Die Speicherzuweisung in Java erfolgt im JVM-Speicher (Java Virtual Machine), der grob in Heap- und Nicht-Heap-Speicher unterteilt ist. In diesem Artikel wird detailliert beschrieben, wie Heap-Speicher und Stapelspeicher, die dem Nicht-Heap-Speicher entsprechen, Java-Programmen zugewiesen werden.

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Wie funktioniert die Speicherzuweisung in Java?

Wie wir wissen, ist Java eine objektorientierte Sprache; Daher werden alle in Java erstellten Objekte in der JVM (Java Virtual Machine) gespeichert. Der JVM-Speicher ist in die folgenden Teile unterteilt:

1. Heap-Speicher

Die Java-Laufzeitumgebung verwendet Heap-Speicher, um Objekten und Klassen Speicher zuzuweisen, während ein Java-Programm ausgeführt wird. Immer wenn ein Objekt in Java erstellt wird, wird es im Heap-Speicher gespeichert. Darüber hinaus wird im Heap-Speicher ein Garbage-Collection-Prozess ausgeführt, um unnötigen Speicherplatz freizugeben. Die Garbage Collection entfernt diejenigen Objekte aus dem Heap-Bereich, die keine Referenzen haben. Der Heapspeicher in Java ist in die folgenden Teile unterteilt:

• Junge Generation: Dies ist der Teil, in dem alle neu erstellten Objekte platziert werden. Wenn dieser Teil des Java-Heaps voll ist, erfolgt eine kleine Speicherbereinigung, um Speicherplatz freizugeben.
• Alte Generation: Alle Objekte, die nach einer geringfügigen Speicherbereinigung im Speicher verbleiben, werden in die alte Generation verschoben. Daher ist dies der Teil des Heap-Speichers, in dem langlebige Objekte vorhanden sind.
• Permanente Generierung: Dieser Teil von JVM enthält native und statische Methoden, die Metadaten für die Ausführung von Java-Anwendungen bereitstellen.

Hier sind einige wichtige Punkte zum Java-Heapspeicher:

• Wenn der Heap-Speicherplatz voll wird, wird der OutOfMemory-Fehler von Java ausgelöst.
• Der Zugriff auf den Heap-Speicher ist im Vergleich zum Stapelspeicher langsam.
• Der Heap-Speicher ist im Vergleich zum Stapelspeicher viel größer.
• Der Heap-Speicher ist nicht threadsicher, da er von allen Objekten gemeinsam genutzt wird.
• Automatische Freigabe ist im Heap-Speicher nicht vorhanden, da ein Garbage Collector erforderlich ist, um Speicherplatz freizugeben.

2. Stapelspeicher

Wie der Name schon sagt, basiert der Stapelspeicher auf dem LIFO-Prinzip (Last In, First Out). Der Stapelspeicher wird für die statische Speicherzuweisung verwendet, und jeder ausgeführte Thread in einem Java-Programm verfügt über seinen eigenen Stapelspeicher. Immer wenn eine Java-Methode aufgerufen wird, wird im Java-Stack-Speicher ein neuer Block erstellt, um lokale oder Zwischenvariablen und Verweise auf andere Objekte in der Methode zu speichern. Sobald die Ausführung der Methode abgeschlossen ist, wird der Speicherblock im Stapel leer und von der nächsten Methode verwendet. Daher ist die Größe des Stapelspeichers kleiner als die des Heapspeichers. Hier sind einige der wichtigen Funktionen des Stapelspeichers.

• Der Stapelspeicher wächst und schrumpft, wenn neue Methoden zum Stapelspeicher hinzugefügt und daraus entfernt werden.
• Stapelspeicher wird automatisch zugewiesen und freigegeben, nachdem die Methode ihre Ausführung abgeschlossen hat.
• Der Zugriff auf den Stapelspeicher ist im Vergleich zum Heap-Speicher schnell.
• Immer wenn der Stapelspeicher voll ist, wird von Java eine Ausnahme namens Stapelüberlaufausnahme ausgelöst.
• Der Stapelspeicher ist Thread-sicher, da jeder Thread seinen eigenen Stapelspeicher hat.

Hier ist ein kleiner Vergleich von Stack- und Heap-Speicher in Java:

             

Heap Memory	Stack Memory
The entire application uses heap memory during its runtime.	The application in parts uses stack memory. That means it is used one at a time during thread execution.
Heap memory is larger than stack memory.	Stack memory is small as compared to heap memory.
All objects created during the application are stored in heap memory.	Stack memory only stores local variables and references to objects.
Access to heap memory is slow.	Access to stack memory is fast as compared to heap memory.
Heap memory is allocated by creating new objects and gets deallocated by a garbage collector.	Stack memory is automatically allocated and deallocated with the end in method execution.
Heap memory stays as long as the application is running.	Stack memory stays only until a method is executing.

Heap-Speicher          Stack-Speicher Die gesamte Anwendung nutzt während ihrer Laufzeit Heap-Speicher. Die Anwendung verwendet teilweise Stapelspeicher. Das bedeutet, dass es während der Thread-Ausführung einzeln verwendet wird. Heap-Speicher ist größer als Stapelspeicher. Stack-Speicher ist im Vergleich zum Heap-Speicher klein. Alle während der Anwendung erstellten Objekte werden im Heap-Speicher gespeichert. Der Stapelspeicher speichert nur lokale Variablen und Verweise auf Objekte. Der Zugriff auf den Heap-Speicher ist langsam. Der Zugriff auf den Stapelspeicher ist im Vergleich zum Heap-Speicher schnell. Heap-Speicher wird durch die Erstellung neuer Objekte zugewiesen und von einem Garbage Collector freigegeben. Stapelspeicher wird am Ende der Methodenausführung automatisch zugewiesen und freigegeben. Heap-Speicher bleibt so lange erhalten, wie die Anwendung ausgeführt wird. Der Stapelspeicher bleibt nur so lange erhalten, bis eine Methode ausgeführt wird.

Beispiel für Speicherzuweisung in Java

Jetzt sehen wir ein Java-Beispiel, das zeigt, wie Speicher zugewiesen wird

Code:

package com.edubca.javademo;
class StudentData{
int rollNumber;
String name;
public StudentData(int rollNumber, String name) {
super();
this.rollNumber = rollNumber;
this.name = name;
}
public int getRollNumber() {
return rollNumber;
}
public void setRollNumber(int rollNumber) {
this.rollNumber = rollNumber;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
int id = 11;
String name = "Yash";
StudentData s = null;
s = new StudentData(id, name);
System.out.println("Student Id is " + s.getRollNumber());
System.out.println("Student Name is " + s.getName());
}
}

Ausgabe:

Jetzt werden wir sehen, wie der Speicher im obigen Programm zugewiesen wird:

1. In der Hauptklasse wird nach Eingabe der Hauptmethode, da id und der Name lokale Variablen sind, auf folgende Weise ein Speicherplatz im Stapelspeicher erstellt:

• Ganzzahlige IDs mit einem primitiven Wert werden im Stapelspeicher gespeichert.
• Referenzen von StudentData-Objekten werden im Stapelspeicher gespeichert und verweisen auf das ursprüngliche Student-Objekt, das im Heapspeicher gespeichert ist.

2. Der Aufruf des Klassenkonstruktors „StudentData“ wird oben im Stapelspeicher hinzugefügt. Als Ergebnis wird Folgendes gespeichert:

• Referenz auf aufrufendes Objekt.
• Ganzzahlige Variablen-ID mit dem Wert 11.
• Die Referenz des Variablennamens vom Typ „String“ verweist auf das Objekt, das im String-Pool im Heap-Speicher gespeichert ist.

3. Zwei in der StudentData-Klasse deklarierte Instanzvariablen werden im Heap-Speicher gespeichert.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonSpeicherzuweisung in Java. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!