对象访问定位与堆栈区别
对象的访问定位
建立对象就是为了使用对象，Java程序通过栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。
对象访问方式由虚拟机实现决定，主流方式有两种：
句柄访问
如果使用句柄，Java堆中会划分出一块内存作为句柄池，reference中存储对象的句柄地址，句柄包含对象实例数据和类型数据的地址。
句柄访问的特点：
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| 对象移动时只需修改句柄 | 需要两次指针定位 |
| reference本身不需改变 | 访问速度相对较慢 |
| GC时对象移动很常见 | 需要额外的句柄池空间 |
直接指针访问
如果使用直接指针，reference中存储的直接就是对象地址，对象实例数据中包含类型数据的指针。
直接指针访问的特点：
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| 访问速度快 | 对象移动时需要修改reference |
| 只需一次指针定位 | GC时需要更新所有引用 |
| 节省句柄池空间 | 实现相对复杂 |
HotSpot的选择
HotSpot虚拟机使用直接指针访问。
原因：Java程序对对象的访问非常频繁，一次指针定位比两次更高效。虽然GC时需要更新引用，但现代GC算法已经很好地处理了这个问题。
访问方式对比
| 特性 | 句柄访问 | 直接指针 |
|---|---|---|
| 定位次数 | 2次 | 1次 |
| 访问速度 | 较慢 | 较快 |
| GC友好度 | 更友好 | 一般 |
| 内存占用 | 需要句柄池 | 无额外开销 |
| HotSpot使用 | 否 | 是 |
堆与栈的区别
堆和栈是Java程序运行中的两大核心存储区域，它们的区别是面试高频考点。
基本对比
详细对比表
| 维度 | 堆(Heap) | 栈(Stack) |
|---|---|---|
| 内存位置 | JVM堆内存 | JVM栈内存 |
| 存储内容 | 对象实例 | 局部变量、方法调用 |
| 线程共享 | 所有线程共享 | 线程私有 |
| 内存管理 | GC自动回收 | 方法执行完自动释放 |
| 大小 | 通常几百MB到几GB | 通常几百KB到几MB |
| 访问速度 | 相对较慢 | 相对较快 |
| 异常类型 | OutOfMemoryError | StackOverflowError |
代码示例
public class HeapVsStackDemo {
// 静态变量：方法区(JDK7+移到堆)
private static int staticValue = 100;
// 实例变量：堆
private int instanceValue = 200;
public void method() {
// 局部变量：栈
int localValue = 300;
// 对象引用：栈(引用) + 堆(对象)
User user = new User();
// 数组：栈(引用) + 堆(数组对象)
int[] array = new int[10];
}
}
生命周期对比
栈的生命周期：
public void stackLifecycle() {
// 进入方法，创建栈帧
int a = 10; // 局部变量入栈
int b = 20; // 局部变量入栈
if (a > 5) {
int c = 30; // 进入代码块，c入栈
// 代码块结束，c出栈
}
// 方法结束，栈帧销毁，a、b自动释放
}
堆的生命周期：
public void heapLifecycle() {
User user1 = new User(); // 对象在堆中创建
User user2 = new User(); // 另一个对象在堆中创建
user1 = null; // user1不再引用对象，但对象还在堆中
// 等待GC回收user1原来指向的对象
// 方法结束时:
// - user2引用从栈中移除
// - user2指向的对象仍在堆中，等待GC
}
内存分配效率
栈分配更快：
- 只需移动栈指针
- 无需查找空闲空间
- 无需GC参与
堆分配相对较慢：
- 需要查找合适的内存块
- 可能触发GC
- 需要同步(TLAB除外)
线程安全性
栈：天然线程安全
- 每个线程有自己的栈
- 局部变量不共享
- 无需同步
堆：需要考虑线程安全
- 对象可能被多线程访问
- 需要同步机制
- 可能出现竞态条件
public class ThreadSafetyDemo {
// 堆上的共享对象，需要同步
private List<String> sharedList = new ArrayList<>();
public void addItem(String item) {
// 局部变量在栈上，线程安全
String localItem = item + "_processed";
// 访问共享对象，需要同步
synchronized (sharedList) {
sharedList.add(localItem);
}
}
}
常见面试问题
Q1: 基本类型存储在哪里？
- 局部变量：栈中
- 实例变量：堆中(作为对象的一部分)
- 静态变量：方法区/堆(JDK7+)
public class PrimitiveLocation {
// 静态变量：方法区(JDK7+在堆)
private static int staticInt = 1;
// 实例变量：堆(对象的一部分)
private int instanceInt = 2;
public void method() {
// 局部变量：栈
int localInt = 3;
}
}
Q2: String对象存储在哪里？
// 字面量：字符串常量池(堆)
String s1 = "hello";
// new创建：堆(普通对象区域)
String s2 = new String("hello");
// intern()：返回常量池中的引用
String s3 = s2.intern();
Q3: 数组存储在哪里？
public void arrayLocation() {
// 数组引用：栈
// 数组对象：堆
int[] array = new int[10];
// 数组元素(基本类型)：堆(作为数组对象的一部分)
array[0] = 100;
}
Q4: 为什么堆比栈大？
- 堆存储所有对象实例，数量多、生命周期长
- 栈只存储方法调用信息和局部变量，生命周期短
- 堆是共享的，栈是线程私有的
总结
理解对象访问定位和堆栈区别，是掌握JVM内存模型的基础，也是面试中的高频考点。