Java方法執(zhí)行過程中內存的變化

以上內容中講解了方法是什么，怎么定義，怎么調用，目前來說大家實際上掌握這些內容就行了，接下來的內容大家盡量去學，實在是掌握不了，也沒有關系，后期的內容會對這一部分的知識點進行不斷的講解，慢慢的大家就會了，其實在學習編程的過程中會遇到很多這樣的情況，沒事，大家不要心急，學習后面內容的過程中你會對前面的內容豁然開朗。

以下要講解的是程序的內存，例如：代碼片段被存儲在什么位置？方法調用的時候，在哪里開辟內存空間等等。所以這一部分內容還是很高端大氣上檔次的。不過話又說回來，要想真正掌握java，內存的分析是必要的。一旦掌握內存的分配，在程序沒有運行之前我們就可以很精準的預測到程序的執(zhí)行結果。

好了，接下來我們開始學習方法執(zhí)行過程中內存是如何變化的？我們先來看一張圖片：

圖7-9：JVM內存結構圖

上圖是一張標準的java虛擬機內存結構圖，目前我們只看其中的“棧”和“方法區(qū)”，其它的后期研究，方法區(qū)中存儲類的信息，或者也可以理解為代碼片段，方法在執(zhí)行過程中需要的內存空間在棧中分配。java程序開始執(zhí)行的時候先通過類加載器子系統(tǒng)找到硬盤上的字節(jié)碼(class)文件，然后將其加載到java虛擬機的方法區(qū)當中，開始調用main方法，main方法被調用的瞬間，會給main方法在“棧”內存中分配所屬的活動空間，此時發(fā)生壓棧動作，main方法的活動空間處于棧底。

也就是說，方法只定義不去調用的話，只是把它的代碼片段存儲在方法區(qū)當中，java虛擬機是不會在棧內存當中給該方法分配活動空間的，只有在調用的瞬間，java虛擬機才會在“棧內存”當中給該方法分配活動空間，此時發(fā)生壓棧動作，直到這個方法執(zhí)行結束的時候，這個方法在棧內存中所對應的活動空間就會釋放掉，此時發(fā)生彈棧動作。由于棧的特點是先進后出，所以最先調用的方法（最先壓棧）一定是最后結束的（最后彈棧）。比如：main方法最先被調用，那么它一定是最后一個結束的。換句話說：main方法結束了，程序也就結束了（目前來說是這樣）。

接下來我們來看一段代碼，同時畫出內存結構圖，以及使用文字描述該程序的內存變化：

public class MethodTest {
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("main begin");
		m1();
		System.out.println("main over");
	}
	public static void m1() {
		System.out.println("m1 begin");
		m2();
		System.out.println("m1 over");
	}
	public static void m2() {
		System.out.println("m2 begin");
		System.out.println("m2 over");
	}
}

運行結果如下圖所示：

圖7-10：方法執(zhí)行過程中內存變化測試程序

通過上圖的執(zhí)行結果我們了解到，main方法最先被調用，但是它是最后結束的，其中m2方法最后被調用，但它是最先結束的。大家別忘了調用的時候分配內存是壓棧，結束的時候是釋放內存彈棧哦。為什么會是上圖的結果呢，我們來看看它執(zhí)行的內存變化，請看下圖：

圖7-11：方法執(zhí)行過程中內存的變化

通過上圖的分析，可以很快明白，為什么輸出結果是這樣的順序，接下來我們再采用文字的方式描述它的內存變化：

● 類加載器將class文件加載到方法區(qū)。

● 開始調用main方法，在棧內存中給main方法分配空間，開始執(zhí)行main方法，輸出”main begin”。

● 調用m1()方法，在棧內存中給m1()方法分配空間，m1()方法處于棧頂，具備活躍權，輸出”m1 begin”。

● 調用m2()方法，在棧內存中給m2()方法分配空間，m2()方法處于棧頂，具備活躍權，輸出”m2 begin”，繼續(xù)輸出”m2 over”。

● m2()方法執(zhí)行結束，內存釋放，彈棧。

● m1()方法這時處于棧頂，具備活躍權，輸出”m1 over”。

● m1()方法執(zhí)行結束，內存釋放，彈棧。

● main()方法這時處于棧頂，具備活躍權，輸出”main over”。

● main()方法執(zhí)行結束，內存釋放，彈棧。

● 棧空了，程序結束。

大家是否還記得之前的課程中曾經提到方法體當中的代碼是有執(zhí)行順序的，必須遵循自上而下的順序依次逐行執(zhí)行，當前行代碼必須執(zhí)行結束之后，下一行代碼才能執(zhí)行，不能跳行執(zhí)行，還記得嗎？現(xiàn)在再和棧數(shù)據(jù)結構一起聯(lián)系起來思考一下，為什么要采用棧數(shù)據(jù)結構呢？是不是只有采用這種先進后出的棧數(shù)據(jù)結構才可以保證代碼的執(zhí)行順序呢！此時，你是不是感覺程序的設計者在此處設計的非常巧妙呢！