深入Java对象及元素的存储区域

深入Java对象及元素的存储区域

在JAVA平台上开发应用程序的时候，有一个很大的特点就是其是在应用程序运行的时候才建立对象。换句话说，在程序运行的时候，才会最终确定对象的归属，即对象应该存储在什么地方。由于存储在不同的区域，其在性能上会有所不同。为此作为Java程序开发人员需要了解各个存储区域的特点以及对性能的影响。然后再根据需要来调整应用程序的区域分配。总的来说，在操作系统中有五个地方可以用来保存应用程序运行中的数据。这类区域的特点以及对性能的影响分析如下。

存储区域一：寄存器

虽然同在内存中，但是不同的区域由于用途不同，其性能也有所不同。如就拿Java应用程序来说，寄存器由于其处于处理器的内部，为此这个区域存取数据最快。跟内存中的其他存储区域有着天壤之别。那么我们把所有对象都放到这个区域内，不就可以提高Java应用程序的性能了吗?理论上是如此，但是在现实中是行不通的。因为这个寄存器的数量是非常有限的。在内存中的寄存器区域是由编译器根据需要来分配的。我们程序开发人员不能够通过代码来控制这个寄存器的分配。所以说，这第一个存储区域寄存器，我们只能够看看，而不能够对其产生任何的影响。

存储区域二：堆栈

对象的创建有两种方式，一是在应用程序开发的过程中就创建对象;二是在程序运行的过程中要用到对象的时候再来创建对象。前者比后者性能要高，而后者比前者要灵活。这主要是因为前者创建对象的时候，就是这个堆栈中创建的。虽然其创建的对象没有保存在寄存器中，但是通过这个对象的推栈指针可以直接从处理器哪里获得相关的支持。如堆栈指针往上移动的时候，则释放原有对象占用的内存;如堆栈指针向下移动时，则为对象分配新的内存。所以，如果把对象存放在这个堆栈中，虽然性能没有像存放在寄存器中那么理想，但是仍然比存储在其他地方要好的多。

由于Java程序是在程序运行过程中才根据需要来创建对象。为此对象就不能够保存在这个堆栈中。不过Java应用程序也不能够白白的浪费这个宝贵的空间。为此虽然Java对象本身没有保存在这个堆栈中(不是不保存而是这里没有他的容身之地)，但是还是应该把一些可以放的内容放到这个堆栈中，以提高应用程序的性能。如可以把一些对象引用存放在这个堆栈中。

另外对于一些基本的数据类型对象，Java程序也往往把他们放置在堆栈中，以提高数据处理的性能。如一些整数型、字符型的数据对象，这些对象有些共同的特点，如对象比较小、是Java程序提供的标准对象等等。对于这些对象由于每个应用程序基本上都需要用到，而且我们程序开发人员只能够引用这些对象，而不能够对其进行更改。为此Java程序在处理的时候，往往一开始就创建了对象(即直接在堆栈中创建对象并保存)，而不像其他对象一样，在需要的时候才创建。只所以在堆栈中创建这些对象，还有一个重要的原因。因为如果在堆栈中创建对象的话，Java编辑器必须知道存储在堆栈内所有数据的确切大小和生命周期。为了得到这些信息，必须产生相关的代码来获得这些信息，以便其操作堆栈指针。普通的对象大小、生命周期等等难以预先获得，为此在堆栈中创建普通的对象，对于Java应用程序来说并不是很合适。相反，这些Java编译器预定义的对象大小并不会随着机器硬件架构的变化和用户需求的变化而变化;而且这些对象往往从始之终都会存在的，所以也不存在生命周期的问题。所以把这些对象放置在堆栈中是合理的，也是可实现的。如此处理，不仅不会影响到对象的灵活性，而且还可以提供比较好的性能。