面向对象和JVM内存模型.pdf

面向对象是一种编程范式，它使用“对象”来设计软件。对象可以包含数据，以字段（通常称为属性或成员变量）的形式存在，以及代码，以方法（或函数）的形式存在。Java是一种面向对象的编程语言，它支持封装、继承和多态等面向对象的基本特性。 在Java中，每个类的定义都可以看作是对一个对象的抽象。当创建一个类的实例时，就产生了一个对象。这些对象通过引用相互关联，并且可以彼此交互。面向对象编程的三大特性包括： 1. 封装（Encapsulation）：是关于如何隐藏对象的属性和实现细节，只向外界提供公共访问方式。封装可以隐藏内部状态，保护对象不被外部直接修改，只能够通过对象提供的方法来访问和修改。 2. 继承（Inheritance）：允许一个类继承（或拥有）另一个类的属性和方法。这有助于代码重用，并能够创建一个类层次结构。子类继承父类的属性和方法，可以添加新的属性和方法，或者重写父类的方法。 3. 多态（Polymorphism）：意味着同一操作作用于不同的对象，可以有不同的解释和不同的执行结果。多态分为编译时多态和运行时多态，其中运行时多态是通过方法重写实现的。 Java虚拟机（JVM）是运行Java字节码的虚拟机。JVM是一种抽象的计算机，它有自己的指令集并使用各种类型的内存区域。在JVM内存模型中，有几个关键的部分： 1. 堆（Heap）：所有类实例和数组对象的存储区。堆是垃圾回收的主要区域。堆空间可以进一步细分为年轻代和老年代，用于执行对象的创建和垃圾回收。 2. 方法区（Method Area）：存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。在HotSpot虚拟机中，这部分区域又被称为“永久代”（PermGen）。 3. 虚拟机栈（Java Stack）：每个线程私有的区域，存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每当一个方法被执行时，就会创建一个新的栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量和操作数栈等信息。 4. 本地方法栈（Native Method Stack）：与虚拟机栈作用类似，但虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈为虚拟机使用到的本地（Native）方法服务。 5. 程序计数器（Program Counter Register）：是当前线程所执行的字节码的行号指示器，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖计数器完成。 6. 直接内存（Direct Memory）：并非JVM运行时数据区的一部分，它通过NIO类库支持直接操作本地内存，并不是JVM规范所定义的。 JVM内存模型的设计是为了支持Java程序的动态特性，同时保证内存的安全和高效利用。JVM通过垃圾回收机制自动管理内存，释放不再使用的对象所占用的内存空间。 面向对象是一种编程范式，而JVM内存模型则是运行Java程序的虚拟环境的一部分，它们共同保证了Java程序的运行效率和稳定性。开发者在编写Java代码时，需要理解这些基本概念，并能够合理地使用面向对象的特性以及管理JVM内存模型，以编写出高质量、高效率的Java应用程序。