① java虛擬機內存分配與回收機制
[轉帖] Java 中的堆和棧
簡單的說：
Java把內存劃分成兩種：一種是棧內存，一種是堆內存。
在函數中定義的一些基本類型的變數和對象的引用變數都在函數的棧內存中分配。
當在一段代碼塊定義一個變數時，Java就在棧中為這個變數分配內存空間，當超過變數的作用域後，Java會自動釋放掉為該變數所分配的內存空間，該內存空間可以立即被另作他用。
堆內存用來存放由new創建的對象和數組。
在堆中分配的內存，由Java虛擬機的自動垃圾回收器來管理。
在堆中產生了一個數組或對象後，還可以在棧中定義一個特殊的變數，讓棧中這個變數的取值等於數組或對象在堆內存中的首地址，棧中的這個變數就成了數組或對象的引用變數。
引用變數就相當於是為數組或對象起的一個名稱，以後就可以在程序中使用棧中的引用變數來訪問堆中的數組或對象。
具體的說：
棧與堆都是Java用來在Ram中存放數據的地方。與C++不同，Java自動管理棧和堆，程序員不能直接地設置棧或堆。
Java的堆是一個運行時數據區,類的(對象從中分配空間。這些對象通過new、newarray、anewarray和multianewarray等 指令建立，它們不需要程序代碼來顯式的釋放。堆是由垃圾回收來負責的，堆的優勢是可以動態地分配內存大小，生存期也不必事先告訴編譯器，因為它是在運行時 動態分配內存的，Java的垃圾收集器會自動收走這些不再使用的數據。但缺點是，由於要在運行時動態分配內存，存取速度較慢。
棧的優勢是，存取速度比堆要快，僅次於寄存器，棧數據可以共享。但缺點是，存在棧中的數據大小與生存期必須是確定的，缺乏靈活性。棧中主要存放一些基本 類型的變數（,int, short, long, byte, float, double, boolean, char）和對象句柄。
棧有一個很重要的特殊性，就是存在棧中的數據可以共享。假設我們同時定義：
int a = 3;
int b = 3；
編譯器先處理int a = 3；首先它會在棧中創建一個變數為a的引用，然後查找棧中是否有3這個值，如果沒找到，就將3存放進來，然後將a指向3。接著處理int b = 3；在創建完b的引用變數後，因為在棧中已經有3這個值，便將b直接指向3。這樣，就出現了a與b同時均指向3的情況。這時，如果再令a=4；那麼編譯器 會重新搜索棧中是否有4值，如果沒有，則將4存放進來，並令a指向4；如果已經有了，則直接將a指向這個地址。因此a值的改變不會影響到b的值。要注意這 種數據的共享與兩個對象的引用同時指向一個對象的這種共享是不同的，因為這種情況a的修改並不會影響到b, 它是由編譯器完成的，它有利於節省空間。而一個對象引用變數修改了這個對象的內部狀態，會影響到另一個對象引用變數。
String是一個特殊的包裝類數據。可以用：
String str = new String("abc");
String str = "abc";
兩種的形式來創建，第一種是用new()來新建對象的，它會在存放於堆中。每調用一次就會創建一個新的對象。
而第二種是先在棧中創建一個對String類的對象引用變數str，然後查找棧中有沒有存放"abc"，如果沒有，則將"abc"存放進棧，並令str指向」abc」，如果已經有」abc」 則直接令str指向「abc」。
比較類裡面的數值是否相等時，用equals()方法；當測試兩個包裝類的引用是否指向同一個對象時，用==，下面用例子說明上面的理論。
String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
System.out.println(str1==str2); //true
可以看出str1和str2是指向同一個對象的。
String str1 =new String ("abc");
String str2 =new String ("abc");
System.out.println(str1==str2); // false
用new的方式是生成不同的對象。每一次生成一個。
因此用第二種方式創建多個」abc」字元串,在內存中其實只存在一個對象而已. 這種寫法有利與節省內存空間. 同時它可以在一定程度上提高程序的運行速度，因為JVM會自動根據棧中數據的實際情況來決定是否有必要創建新對象。而對於String str = new String("abc")；的代碼，則一概在堆中創建新對象，而不管其字元串值是否相等，是否有必要創建新對象，從而加重了程序的負擔。
另一方面, 要注意: 我們在使用諸如String str = "abc"；的格式定義類時，總是想當然地認為，創建了String類的對象str。擔心陷阱！對象可能並沒有被創建！而可能只是指向一個先前已經創建的 對象。只有通過new()方法才能保證每次都創建一個新的對象。 由於String類的immutable性質，當String變數需要經常變換其值時，應該考慮使用StringBuffer類，以提高程序效率。
java中內存分配策略及堆和棧的比較
2.1 內存分配策略
按照編譯原理的觀點,程序運行時的內存分配有三種策略,分別是靜態的,棧式的,和堆式的.
靜態存儲分配是指在編譯時就能確定每個數據目標在運行時刻的存儲空間需求,因而在編譯時就可以給他們分配固定的內存空間.這種分配策略要求程序代碼中不允 許有可變數據結構(比如可變數組)的存在,也不允許有嵌套或者遞歸的結構出現,因為它們都會導致編譯程序無法計算準確的存儲空間需求.
棧式存儲分配也可稱為動態存儲分配,是由一個類似於堆棧的運行棧來實現的.和靜態存儲分配相反,在棧式存儲方案中,程序對數據區的需求在編譯時是完全未知 的,只有到運行的時候才能夠知道,但是規定在運行中進入一個程序模塊時,必須知道該程序模塊所需的數據區大小才能夠為其分配內存.和我們在數據結構所熟知 的棧一樣,棧式存儲分配按照先進後出的原則進行分配。
靜態存儲分配要求在編譯時能知道所有變數的存儲要求,棧式存儲分配要求在過程的入口處必須知道所有的存儲要求,而堆式存儲分配則專門負責在編譯時或運行時 模塊入口處都無法確定存儲要求的數據結構的內存分配,比如可變長度串和對象實例.堆由大片的可利用塊或空閑塊組成,堆中的內存可以按照任意順序分配和釋 放.
2.2 堆和棧的比較
上面的定義從編譯原理的教材中總結而來,除靜態存儲分配之外,都顯得很呆板和難以理解,下面撇開靜態存儲分配,集中比較堆和棧:
從堆和棧的功能和作用來通俗的比較,堆主要用來存放對象的，棧主要是用來執行程序的.而這種不同又主要是由於堆和棧的特點決定的:
在編程中，例如C/C++中，所有的方法調用都是通過棧來進行的,所有的局部變數,形式參數都是從棧中分配內存空間的。實際上也不是什麼分配,只是從棧頂 向上用就行,就好像工廠中的傳送帶(conveyor belt)一樣,Stack Pointer會自動指引你到放東西的位置,你所要做的只是把東西放下來就行.退出函數的時候，修改棧指針就可以把棧中的內容銷毀.這樣的模式速度最快, 當然要用來運行程序了.需要注意的是,在分配的時候,比如為一個即將要調用的程序模塊分配數據區時,應事先知道這個數據區的大小,也就說是雖然分配是在程 序運行時進行的,但是分配的大小多少是確定的,不變的,而這個"大小多少"是在編譯時確定的,不是在運行時.
堆是應用程序在運行的時候請求操作系統分配給自己內存，由於從操作系統管理的內存分配,所以在分配和銷毀時都要佔用時間，因此用堆的效率非常低.但是堆的 優點在於,編譯器不必知道要從堆里分配多少存儲空間，也不必知道存儲的數據要在堆里停留多長的時間,因此,用堆保存數據時會得到更大的靈活性。事實上,面 向對象的多態性,堆內存分配是必不可少的,因為多態變數所需的存儲空間只有在運行時創建了對象之後才能確定.在C++中，要求創建一個對象時，只需用 new命令編制相關的代碼即可。執行這些代碼時，會在堆里自動進行數據的保存.當然，為達到這種靈活性，必然會付出一定的代價:在堆里分配存儲空間時會花 掉更長的時間！這也正是導致我們剛才所說的效率低的原因,看來列寧同志說的好,人的優點往往也是人的缺點,人的缺點往往也是人的優點(暈~).
2.3 JVM中的堆和棧
JVM是基於堆棧的虛擬機.JVM為每個新創建的線程都分配一個堆棧.也就是說,對於一個Java程序來說，它的運行就是通過對堆棧的操作來完成的。堆棧以幀為單位保存線程的狀態。JVM對堆棧只進行兩種操作:以幀為單位的壓棧和出棧操作。
我們知道,某個線程正在執行的方法稱為此線程的當前方法.我們可能不知道,當前方法使用的幀稱為當前幀。當線程激活一個Java方法,JVM就會在線程的 Java堆棧里新壓入一個幀。這個幀自然成為了當前幀.在此方法執行期間,這個幀將用來保存參數,局部變數,中間計算過程和其他數據.這個幀在這里和編譯 原理中的活動紀錄的概念是差不多的.
從Java的這種分配機制來看,堆棧又可以這樣理解:堆棧(Stack)是操作系統在建立某個進程時或者線程(在支持多線程的操作系統中是線程)為這個線程建立的存儲區域，該區域具有先進後出的特性。
每一個Java應用都唯一對應一個JVM實例，每一個實例唯一對應一個堆。應用程序在運行中所創建的所有類實例或數組都放在這個堆中,並由應用所有的線程 共享.跟C/C++不同，Java中分配堆內存是自動初始化的。Java中所有對象的存儲空間都是在堆中分配的，但是這個對象的引用卻是在堆棧中分配,也 就是說在建立一個對象時從兩個地方都分配內存，在堆中分配的內存實際建立這個對象，而在堆棧中分配的內存只是一個指向這個堆對象的指針(引用)而已。
轉自:http://www.anyuok.cn/showbbs.asp?bd=22&id=142&totable=1
呵呵,在看到你的問題前10分鍾才看的這個文章...
② java運行機制是什麼
http://dev.csdn.net/article/37/37090.shtm
Java與其說是種語言，不如說是一種平台更為合適。Java的每一個類都有一個class文件和它對應，Java在程序的啟動的時候將程序運行需要用到的類載入到虛擬機中，根據Java的虛擬機規范進行連接（動態連接），程序的組裝是在運行的時候完成的。因此，Java程序非常容易進行組件式的開發，程序的組件非常的容易替換。
C++和其他的編譯型的語言一樣，它的程序的組裝方式是一種傳統的組裝方式。C++在編譯的時候生成適用於某一平台的二進制代碼，在連接的時候找到需要調用的庫，然後將這些庫中的代碼連接進可執行程序之中，生成的可執行程序運行速度非常的快，但是可執行代碼已經變成了一個整體，不可能再分開。（未考慮動態鏈接的情況）
C++當然也可以以組件的形式開發，如COM，但那些都是基於動態鏈接庫的，不可跨平台的，COM實際上也是定義了一個二進制的組件標准。是不可跨平台的。
③ Java的安全機制有哪些
》類裝載器結構(classloader)x0dx0ax0dx0a》class文件檢查器(theclassfileverifier)x0dx0ax0dx0a》內置於Java虛擬機(及語言)的安全特性x0dx0ax0dx0a》安全管理器及JavaAPI(securitymanager)x0dx0ax0dx0a在Java沙箱中，類裝載器體系結構是第一道防線。它在三個方面對Java的沙箱起作用：x0dx0ax0dx0a1>它防止惡意代碼區干涉善意的代碼x0dx0ax0dx0a2>它守護了被信任的代碼的邊界x0dx0ax0dx0a3>它將代碼歸於某類(稱為保護域)，該類確定了代碼可以進行哪種操作x0dx0ax0dx0aClass文件檢查器：x0dx0ax0dx0aClass文件檢查器保證裝載的class文件內容有正確的內部結構，並且這些class文件互相間協調一致。Class文件檢查器實現的安全目標之一就是程序的健壯性。如果某個有漏洞的編譯器，或某個聰明的黑客，產生了一個class文件，而這個class文件中包含了一個方法，則合格方法的位元組碼中含有一條跳轉到方法之外的指令，那麼，一旦這個方法被調用，它將導致虛擬機的崩潰，所以，處於對健壯性的考慮，由虛擬機檢驗它裝載的位元組碼的完整性非常重要。x0dx0ax0dx0aClass文件檢查器要進行四趟獨立的掃描來完成它的操作。x0dx0ax0dx0a第一趟：Class文件的結構檢查x0dx0ax0dx0a在這一趟掃描中，對每一段將被當做類型導入的位元組序列，Class文件檢查器都會確認它是否符合JavaClass文件的節本結構。在這一趟檢查中檢查器會進行很多檢查例如：每個Class文件都必須以四個同樣的位元組開始：0xCAFEBABE。因為這個魔數Class文件分析器會很容易判斷出某個文件具有明顯問題而加以拒絕。檢查器還必須確認在Class文件中聲明的版本號和次版本號，這個版本號必須在這個虛擬機實現可以支持的范圍之內。而且第一趟掃描還必須確認這個Class文件有沒有被刪減。總之第一趟掃描的目的就是保證這個位元組序列正確的定義了一個新類型。x0dx0ax0dx0a第二趟：類型數據的語義檢查x0dx0ax0dx0a第二趟掃描，檢查器要查看每個組成部分，確認它們是否是其所屬類型的實例，他們的結構是否正確。另外還要檢查這個類本身是否符合特定的條件，它們是由Java編程語言規定的。例如，檢查器強制規定除Object類以外的類必須有一個超類，或者檢查final類有沒有被子化等。x0dx0ax0dx0a第三趟：位元組碼驗證x0dx0ax0dx0a這一趟是要確保採用任何路徑在位元組碼流中都得到一個確定的操作碼，確保操作數棧總是包含正確的數值以及正確的類型。x0dx0ax0dx0a第四趟：符號引用的驗證x0dx0ax0dx0a在動態鏈接的過程中，如果包含在一個Class文件中的符號引用被解析時，Class文件檢查器要進行第四趟檢查。第四趟掃描僅僅是動態鏈接過程的一部分。當一個Class文件被裝載時，它包含了對其他類的符號引用以及它們的欄位和方法。一個符號引用是一個字元串，它給出了名字，並且可能還包含了其他關於這個被引用項的信息------這些信息必須足以唯一的識別一個類、方法、欄位。這樣對於其他類的符號引用必須給出這個類的全名；對於其他類的欄位的符號引用必須給出類名、欄位名以及欄位描述符；對於其他類中的方法的引用必須給出類名、方法名以及方法的描述符。x0dx0ax0dx0a所謂的動態鏈接是一個將符號引用解析為直接引用的過程。x0dx0ax0dx0a此外，由於Java程序是動態鏈接的，所以Class文件檢查器在進行第四次掃描中，必須檢查相互引用類之間的兼容性。x0dx0ax0dx0a除此之外，Java虛擬機還有一些內置的安全特性：x0dx0ax0dx0a》類型安全的引用轉換x0dx0ax0dx0a》結構化的內存訪問x0dx0ax0dx0a》自動垃圾收集（不必顯式地釋放被分配的內存）x0dx0ax0dx0a》空引用檢查x0dx0ax0dx0a通過保證一個Java程序只能使用類型安全的、結構化的方法去訪問內存，Java虛擬機使得Java程序更為健壯。