Java内存的故事
Stack堆栈， 和Heap堆
先科普一下计算机里内存内存的结构:
每当一个程序被执行，系统就要为它开启一个进程，并且为它分配内存。从低址区到高址区，分成几个不同的区域。
低址：存放程序代码本身。
次低址：存放全局变量，无论是初始化的还是未初始化的。
中址：就是堆和堆栈的区域。用来储存进程运行过程中产生的变量。
最高址：为系统额外预留的空间。我们无法操作。
stack(堆栈)
从高址区往下延展。用来存储Scoped Variable(限域变量)。简单说就是已知存储空间以及生命周期的变量。为什么stack效率高呢？因为变量大小确定，都是紧挨着储存的，在堆栈中创建和释放储存空间只要一条汇编语言，分别是将栈顶指针向下和向上移动。而stack本身又是LIFO（Last in First out）的，所以效率极高。
heap(堆)
从较低地址区往上移动。heap是个动态内存池。从下面的图我们看的很清楚，heap不像stack那样是数据是连续的。heap的数据是不连续的，动态随便乱贴的。创建和释放效率都不高。
Java对象存在哪儿？
“引用”存放在”stack”（堆栈）中
Java声称一切都是对象，Java完全采用了动态内存分配方式。这是因为所有创建的对象全都继承自单根基类Object，而这个Object又只能以唯一的方式从heap堆中创建。
对于 Java 应用程序，实际上包含两个池：Java 堆和本机（非 Java）堆。Java 堆的大小由 JVM 的 Java 堆设置控制：-Xms 和 -Xmx 分别设置最小和最大 Java 堆。在按照最大的大小设置分配了 Java 堆之后，剩下的用户空间就是本机堆
本机堆里包含JVM堆。剩下的就是空闲Native堆。上图中显得Java数据好像全在heap里，完全不用stack。这是不准确的，Java用stack！实际上，Java每个对象都有一个指向他的指针，叫”引用“。可以理解为C++的指针。Java不是不用指针，只是泛化他，看下面这个声明
String s;
这里s创建的只是”引用”，并不是”对象”。这时候还没有对象，只有引用。这时候如果要求输出s，系统会返回错误。
对象的引用存放在”stack“（堆栈）中。
“对象”存放在”heap”（堆）中|
new关键字，负责创建对象。对象存放在heap（堆）中。看下面的例子，
String s = new String("hello");
这时候s是reference引用，存在stack堆栈里。String(hello)是对象，存在heap堆中。
当然，我们可以用另一种”奇怪”的方式声明一个String，
String s = "hello";
这里不用new关键字，只不过是Java的一个”特性”，并不是本性。只是说Java用了特殊的方法，形式上允许不用new来创建一个String对象，可以直接赋值。但本质上，Java内部处理以后，这个”hello”还是以对象的方式存在heap区里。
例外
特别强调八种基本类型
因为他们不属于对象，不存放在heap堆区，而是直接存在stack堆栈区。因为他们的所占用的存储空间和生命周期都是已知的。
让我们再瞻仰一下他们伟岸的面容。其实下面有九种，因为加上了一个void空型。
基本类型对应的包装器类是在堆中创建的非基本对象。
一个Java对象里有些啥？
Java一切都是对象的理念很美，但付出的内存的代价也是巨大的。对象的元数据，大小相当惊人，一般都是他们存放的数据本身的好几倍，根据 JVM 的版本和供应的不同，对象元数据的数量也各有不同，但其中通常包括：
类：一个指向类信息的指针，描述了对象类型。举例来说，对于 java.lang.Integer 对象，这是 java.lang.Integer 类的一个指针。
标记：一组标记，描述了对象的状态，包括对象的散列码（如果有），以及对象的形状（也就是说，对象是否是数组）。
锁：对象的同步信息，也就是说，对象目前是否正在同步。
对象元数据后紧跟着对象数据本身，包括对象实例中存储的字段。对于 java.lang.Integer 对象，这就是一个 int。 如果您正在运行一个 32 位 JVM，那么在创建 java.lang.Integer 对象实例时，对象的布局可能如下图所示。也就是说，为了储存一个32位的int数据，java要占用128位内存。
Java的作用域
前面说过了，java把对象的引用存在stack区，把对象存在heap区。看下面这张图
所有存在stack区的内容，还是遵守花括号{}的作用域，比如基本型i=4，y=2，还有对象的引用cls1，出了域的终点–花括号，就都消失了，所以他们的作用域和占用空间是已知的。但在heap区的对象本身还存在，并没有被销毁。只是我们已经找不到他了，因为指向他的引用cls1已经擦除了。
这是Java很好的一个特性，因为只要我们注意传递和复制对象的引用，在后面的程序中我们一直可以调用这个对象。因为只要有一个引用能让我们找到他，他一直在那儿。
另一个好处（对程序员），但也可以说是坏处（对系统），就是一旦一个对象完全失去引用，我们不必像C++这样手动用delete()释放heap区的对象。我们可以完全不去管它。但我们不管他，意味着必须有别人去管它，这就是JVM里的垃圾回收器（Garbage Collection）。但因为处理的对象都是heap区里的家伙，所以开销要大很多，对系统负担也很大。
