Java 程序內存模型圖解：棧、堆、方法區與對象生命週期

Java 程序內存模型圖解：棧、堆、方法區與對象生命週期

理解 JVM 內存分配是 Java 開發者進階的必修課。本文通過一個 Student 類示例，逐步演示程序運行時棧、堆、方法區的動態變化。

核心概念速覽

• 棧：存基本類型、局部變量、對象引用（地址），方法執行完自動回收
• 堆：存 new 創建的對象實例，由 GC 管理
• 方法區：存類信息、靜態變量、常量、方法字節碼，全局共享

示例代碼

public class Student {
    private String name;
    private int age;
    public void study() { System.out.println("I love study!"); }
    // getter/setter 省略
}

public class StudentDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();           // 第5行
        System.out.println(student.getName() + ":" + student.getAge()); // 第7行
        student.setName("John");                   // 第8行
        student.setAge(23);                        // 第9行
        System.out.println(student.getName() + ":" + student.getAge()); // 第10行
        student.study();                           // 第12行
        Student student2 = student;                // 第14行
        student2.setName("Jack");                  // 第15行
        student2.setAge(25);                       // 第16行
        System.out.println(student2.getName() + ":" + student2.getAge()); // 第17行
        System.out.println(student.getName() + ":" + student.getAge());   // 第18行
    }
}

內存演變過程圖解

1. 類加載階段

2. main 入棧，創建 student 對象

3. 設置屬性值

4. 調用 study() 方法

5. student2 引用賦值

6. 通過 student2 修改屬性

7. main 結束，棧幀銷毀

執行結果驗證

null:0
John:23
I love study!
Jack:25
Jack:25

核心結論

1. 引用賦值（student2 = student）傳遞的是地址，非複製對象
2. 多個引用指向同一對象，修改對所有引用可見
3. 基本類型存棧，引用類型引用存棧、對象存堆
4. 方法區存類元數據，方法共享節省內存

掌握內存模型，能避免「引用修改副作用」、「內存洩漏」、「OOM」等經典問題，寫出更健壯的代碼。