从JVM的内存管理原理看静态方法和静态属性_I have a dream_百度空间
JVM的内存分为两部分:stack和heap:  
   
stack(栈)是JVM的内存指令区。stack管理很简单,push一定长度字节的数据或者指令,stack指针压栈相应的字节位移;pop一定字节长度数据或者指令,stack指针弹栈。stack的速度很快,管理很简单,并且每次操作的数据或者指令字节长度是已知的。所以Java基本数据类型,Java指令代码,常量都保存在stack中。  
   
heap(堆)是JVM的内存数据区。heap的管理很复杂,每次分配不定长的内存空间,专门用来保存对象的实例。在heap中分配一定的内存来保存对象实例,实际上也只是保存对象实例的属性值,属性的类型和对象本身的类型标记等,并不保存对象的方法(方法是指令,保存在stack中),在heap中分配一定的内存保存对象实例和对象的序列化比较类似。而对象实例在heap中分配好以后,需要在stack中保存一个4字节的heap内存地址,用来定位该对象实例在heap中的位置,便于找到该对象实例。  
   
由于stack的内存管理是顺序分配的,而且定长,不存在内存回收问题;而heap则是随机分配内存,不定长度,存在内存分配和回收的问题;因此在JVM中另有一个GC进程,定期扫描heap,它根据stack中保存的4字节对象地址扫描heap,定位heap中这些对象,进行一些优化(例如合并空闲内存块什么的),并且假设heap中没有扫描到的区域都是空闲的,统统refresh(实际上是把stack中丢失了对象地址的无用对象xx了),这就是垃圾收集的过程。  
   
我们首先要搞清楚的是什么是数据,什么是指令?然后要搞清楚对象的方法和对象的属性分别保存在哪里?  
   
为了便于描述,我简单的统称:  
   
1)方法本身是指令的操作码部分,保存在stack中;  
   
2)方法内部变量作为指令的操作数部分,跟在指令的操作码之后,保存在stack中(实际上是简单类型保存在stack中,对象类型在stack中保存地址,在heap中保存值);  
   
上述的指令操作码和指令操作数构成了完整的Java指令。  
   
3)对象实例包括其属性值作为数据,保存在数据区heap中。  
   
非静态的对象属性作为对象实例的一部分保存在heap中,而对象实例必须通过stack中保存的地址指针才能访问到。因此能否访问到对象实例以及它的非静态属性值xx取决于能否获得对象实例在stack中的地址指针。  
   
先分析一下非静态方法和静态方法的区别:  
   
非静态方法有一个和静态方法很重大的不同:非静态方法有一个隐含的传入参数,该参数是JVM给它的,和我们怎么写代码无关,这个隐含的参数就是对象实例在stack中的地址指针。因此非静态方法(在stack中的指令代码)总是可以找到自己的专用数据(在heap中的对象属性值)。当然非静态方法也必须获得该隐含参数,因此非静态方法在调用前,必须先new一个对象实例,获得stack中的地址指针,否则JVM将无法将隐含参数传给非静态方法。  
   
而静态方法无此隐含参数,因此也不需要new对象,只要class文件被ClassLoader   load进入JVM的stack,该静态方法即可被调用。当然此时静态方法是存取不到heap中的对象属性的。  
   
总结一下该过程:当一个class文件被ClassLoader   load进入JVM后,方法指令保存在stack中,此时heap区没有数据。然后程序技术器开始执行指令,如果是静态方法,直接依次执行指令代码,当然此时指令代码是不能访问heap数据区的;如果是非静态方法,由于隐含参数没有值,会报错。因此在非静态方法执行前,要先new对象,在heap中分配数据,并把stack中的地址指针交给非静态方法,这样程序技术器依次执行指令,而指令代码此时能够访问到heap数据区了。  
   
再说一下静态属性和动态属性:  
   
前面提到对象实例以及动态属性都是保存在heap中的,而heap必须通过stack中的地址指针才能够被指令(类的方法)访问到。因此可以推断出:静态属性是保存在stack中的(基本类型保存在stack中,对象类型地址保存在stack,值保存在heap中),而不同于动态属性保存在heap中。正因为都是在stack中,而stack中指令和数据都是定长的,因此很容易算出偏移量,也因此不管什么指令(类的方法),都可以访问到类的静态属性。也正因为静态属性被保存在stack中,所以具有了全局属性。  
   
总结一下:静态属性保存在stack指令内存区,动态属性保存在heap数据内存区。


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