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瞭解Android堆和棧

昨天用Gallery做了一個圖片瀏覽選擇開機畫面的功能,當我載入的圖片多了就出現OOM問題。以前也出現過這個問題,那時候並沒有深究。這次打算好好分析一下Android的記憶體機制。

因為我以前是做VC++開發,因此對C++在Window下的記憶體機制還是比較瞭解。不過轉到Android後,一直都沒有刻意去處理記憶體問題,因為腦子裡一直想著Java的GC機制。不過現在想想,自己對Android的GC和記憶體管理並不瞭解,自己寫的程式碼在記憶體哪裡執行都不清楚,心裡不淡定啊。。。。

畢竟我以前寫C++的時候,什麼時候在哪裡申請記憶體,什麼時候釋放記憶體,會不會棧溢位或者堆記憶體洩露都瞭如指掌。言歸正傳,今天打算先了解一下Android的堆和棧跟C++有何區別。

1、dalvik的Heap和Stack

這裡說的只是dalvik  java部分的記憶體,實際上除了dalvik部分,還有native。這個以後再說。

下面針對上面列出的資料型別進行說明,只有瞭解了我們申請的資料在哪裡,才能更好掌控我們自己的程式。

2、物件例項資料

實際上是儲存物件例項的屬性,屬性的型別和物件本身的型別標記等,但是不儲存例項的方法。例項的方法是屬於資料指令,是儲存在Stack裡面,也就是上面表格裡面的類方法。

物件例項在Heap中分配好以後,會在stack中儲存一個4位元組的Heap記憶體地址,用來查詢物件的例項。因為在Stack裡面會用到Heap的例項,特別是呼叫例項的時候需要傳入一個this指標。

3、方法內部變數

類方法的內部變數分為兩種情況:簡單型別儲存在Stack中;物件型別在Stack中儲存地址,在Heap 中儲存值。

4、非靜態方法和靜態方法

非靜態方法有一個隱含的傳入引數,這個引數是dalvik虛擬機器傳進去的,這個隱含引數就是物件例項在Stack中的地址指標。因此非靜態方法(在Stack中的指令程式碼)總是可以找到自己的專用資料(在Heap 中的物件屬性值)。當然非靜態方法也必須獲得該隱含引數,因此非靜態方法在呼叫前,必須先new一個物件例項,獲得Stack中的地址指標,否則dalvik虛擬機器將無法將隱含引數傳給非靜態方法。

靜態方法沒有隱含引數,因此也不需要new物件,只要class檔案被ClassLoader load進入JVM的Stack,該靜態方法即可被呼叫。所以我們可以直接使用類名呼叫類的方法。當然此時靜態方法是存取不到Heap 中的物件屬性的。

5、靜態屬性和動態屬性

靜態屬性是儲存在Stack中的,而不同於動態屬性儲存在Heap 中。正因為都是在Stack中,而Stack中指令和資料都是定長的,因此很容易算出偏移量,所以類方法(靜態和非靜態)都可以訪問到類的靜態屬性。也正因為靜態屬性被儲存在Stack中,所以具有了全域性屬性。

6、總結

Java的堆是一個執行時資料區,類的(物件從中分配空間。這些物件通過new、newarray、anewarray和multianewarray等指令建立,它們不需要程式程式碼來顯式的釋放。堆是由垃圾回收來負責的,堆的優勢是可以動態地分配記憶體大小,生存期也不必事先告訴編譯器,因為它是在執行時動態分配記憶體的,Java的垃圾收集器會自動收走這些不再使用的資料。但缺點是,由於要在執行時動態分配記憶體,存取速度較慢。

棧的優勢是,存取速度比堆要快,僅次於暫存器,棧資料可以共享。但缺點是,存在棧中的資料大小與生存期必須是確定的,缺乏靈活性。棧中主要存放一些基本型別的變數(,int, short, long, byte, float, double, boolean, char)和物件控制代碼。

對比上面的解析可以看出,其實Java處理Heap和Stack的大致原理跟C++是一樣的。只是多了一個記憶體回收機制,讓程式設計師不用主動呼叫delete釋放記憶體。就像在C++裡面,一般使用new申請的記憶體才會放到堆裡面,而一般的臨時變數都是放到棧裡面去。