Java 記憶體模型深度解析：堆與棧的區別、對象分配與 GC 回收機制

Java 記憶體模型深度解析：堆與棧的區別、對象分配與 GC 回收機制

Java 堆

• 存放所有對象實例（new 出來的對象）及數組。
• 全局共享，所有線程可訪問。
• GC 主要工作區域：釋放無引用對象內存。

Java 棧

• 線程私有，生命周期與線程同步。
• 存放基本類型局部變量、對象引用、方法調用幀（局部變量表、操作數棧、動態鏈接、返回地址）。
• 後進先出，方法調用壓棧，返回彈棧。
• 空間遠小於堆，分配速度極快。

圖解內存分配流程

public class TestMemory {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 666;                    // line1: 棧存基本類型
        Object obj = new Object();      // line2: 棧存引用 obj → 堆存 Object 實例
        TestMemory tm = new TestMemory(); // line3: 棧存引用 tm → 堆存 TestMemory 實例
        tm.test(obj);                   // line4: 壓棧 test 幀，參數引用 obj
    }
    private void test(Object params) {  // line6: test 幀
        String str = params.toString(); // line7: 堆創建 String，棧存引用 str
        System.out.println(str);        // line8
    }                                   // line9: test 幀彈棧，str 引用失效
}                                       // main 結束，main 幀彈棧，所有引用失效，堆對象等待 GC

關鍵差異總結

實戰啟示

1. 大對象、長生命周期 → 堆；小臨時變量 → 棧（逃逸分析可標量替換）。
2. 避免在循環中創建大量臨時對象，增加 GC 壓力。
3. 棧溢出（StackOverflowError）常見於遞歸過深；堆溢出（OutOfMemoryError）常見於內存洩漏或堆過小。