Allocation de mémoire en Java

L'allocation de mémoire en Java peut être définie comme un processus d'attribution de stockage à des programmes ou services Java. L'allocation de mémoire en Java s'effectue dans la mémoire JVM (Java Virtual Machine), largement divisée en mémoire tas et non tas. Cet article détaillera comment la mémoire tas et la mémoire pile, équivalentes à la mémoire non tas, sont allouées aux programmes Java.

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Comment fonctionne l'allocation de mémoire en Java ?

Comme nous le savons, Java est un langage orienté objet ; par conséquent, tous les objets créés en Java sont stockés dans JVM (Java virtual machine). La mémoire JVM est divisée en parties suivantes :

1. Mémoire de tas

Le runtime Java utilise Heap Memory pour allouer de la mémoire aux objets et aux classes lors de l'exécution d'un programme Java. Chaque fois qu'un objet est créé en Java, il est stocké dans la mémoire tas. De plus, un processus de garbage collection s'exécute sur la mémoire tas pour libérer de l'espace inutile ; Le garbage collection supprime les objets de la zone de tas qui n'ont aucune référence. La mémoire tas en Java est divisée en parties suivantes :

• Jeune génération : C'est la partie où sont placés tous les objets nouvellement créés. Lorsque cette partie du tas Java est remplie, un garbage collection mineur se produit pour libérer de l'espace.
• Ancienne génération : Tous les objets laissés en mémoire après un ramasse-miettes mineur sont déplacés vers l'ancienne génération. C'est donc la partie de la mémoire tas où sont présents les objets à longue durée de vie.
• Génération permanente : Cette partie de JVM contient des méthodes natives et statiques qui fournissent des métadonnées pour exécuter des applications Java.

Voici quelques points importants concernant la mémoire de tas Java :

• Si l'espace du tas est plein, l'erreur OutOfMemory est générée par Java.
• L'accès à la mémoire Heap est lent par rapport à la mémoire pile.
• La mémoire tas est beaucoup plus grande en taille que la mémoire pile.
• La mémoire tas n'est pas thread-safe car tous les objets la partagent.
• La désallocation automatique n'est pas présente dans la mémoire tas car elle nécessite un ramasse-miettes pour libérer de l'espace.

2. Mémoire de pile

Comme son nom l'indique, la mémoire de pile est basée sur le principe LIFO (dernier entré, premier sorti). La mémoire de pile est utilisée pour l'allocation de mémoire statique et chaque thread en cours d'exécution dans un programme Java possède sa mémoire de pile. Chaque fois qu'une méthode Java est appelée, un nouveau bloc est créé dans la mémoire de la pile Java pour contenir les variables locales ou intermédiaires et les références à d'autres objets de la méthode. Dès que l'exécution de la méthode est terminée, le bloc de mémoire dans la pile devient vide et utilisé par la méthode suivante. Par conséquent, la taille de la mémoire Stack est inférieure à celle de la mémoire tas. Voici quelques-unes des fonctionnalités importantes de la mémoire de pile.

• La mémoire de la pile augmente et diminue à mesure que de nouvelles méthodes sont ajoutées et supprimées pour empiler la mémoire.
• La mémoire de la pile est automatiquement allouée et libérée une fois l'exécution de la méthode terminée.
• L'accès à la mémoire de pile est rapide par rapport à la mémoire de tas.
• Chaque fois que la mémoire de la pile est pleine, une exception appelée exception de débordement de pile est levée par Java.
• La mémoire de pile est thread-safe car chaque thread a sa mémoire de pile.

Voici une petite comparaison de la mémoire stack et de la mémoire tas en 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.

Mémoire de tas          Mémoire de pile L'application entière utilise de la mémoire tas pendant son exécution. L'application en partie utilise la mémoire de pile. Cela signifie qu'il est utilisé un par un lors de l'exécution du thread. La mémoire du tas est plus grande que la mémoire de la pile. La mémoire de pile est petite par rapport à la mémoire de tas. Tous les objets créés lors de l'application sont stockés dans la mémoire tas. La mémoire de pile stocke uniquement les variables locales et les références aux objets. L'accès à la mémoire tas est lent. L'accès à la mémoire de pile est rapide par rapport à la mémoire de tas. La mémoire du tas est allouée en créant de nouveaux objets et est libérée par un ramasse-miettes. La mémoire de la pile est automatiquement allouée et libérée à la fin de l'exécution de la méthode. La mémoire tas reste aussi longtemps que l'application est en cours d'exécution. La mémoire de la pile reste uniquement jusqu'à l'exécution d'une méthode.

Exemple d'allocation de mémoire en Java

Nous allons maintenant voir un exemple Java montrant comment la mémoire est allouée

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());
}
}

Sortie :

Nous allons maintenant voir comment la mémoire est allouée dans le programme ci-dessus :

1. Dans la classe Main, après avoir saisi la méthode main, puisque id, le nom est des variables locales, un espace dans la mémoire de la pile est créé de la manière suivante :

• L'identifiant entier ayant une valeur primitive sera stocké dans la mémoire de la pile.
• La référence des objets StudentData est stockée dans la mémoire de pile pointant vers l'objet Student d'origine, qui est stocké dans la mémoire tas.

2. L’appel au constructeur de classe StudentData sera ajouté en haut de la mémoire de la pile. En conséquence, les éléments suivants seront stockés :

• Référence à l'objet appelant.
• Identifiant de variable entière ayant la valeur 11.
• La référence au nom de la variable de type String pointera vers l'objet stocké dans le pool de chaînes dans la mémoire tas.

3. Deux variables d'instance déclarées dans la classe StudentData seront stockées dans la mémoire tas.

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