Java 数组内存解析图解

前言

在Java程序运行时，内存被划分为不同的区域，以提高运算效率。每个区域有特定的作用和内存管理方式。本次讨论的重点是栈空间和堆空间，它们分别负责不同的内存分配和数据存储。

栈空间：用于存储方法调用过程中的局部变量及方法的执行状态。
堆空间：主要存放通过 new 关键字创建的对象及其相关数据。

数组内存图（单个数组）

1.先来看第一段代码，定义了一个长度为 3 的数组。由于这是动态初始化数组，因此数组的元素默认值为 0。

2.假设堆空间中的数组地址为 001，程序会将这个地址赋值给栈空间中的变量。此时，栈中的变量并不是直接存储数组的值，而是存储了该数组在堆空间中的地址。换句话说，栈变量指向的是数组的内存地址，而非数组本身。

3.当访问数组元素时，程序首先通过栈中的地址找到堆中的数组所在内存区域。接着，根据数组的索引值，程序定位到该内存区域中的具体元素，从而访问到对应的值。

最后控制台输出结果为：

001
0
0
0

解释：

• 第一行输出 001，是栈中存储的数组地址。
• 接下来的三行输出 0，表示数组的每个元素的默认值。由于这是一个动态初始化的数组，所有元素的默认值为 0。

数组内存图（多个数组）

这段代码定义了两个数组，因此在堆空间中会分别为每个数组分配独立的内存空间，用来存储每个数组的值。每个数组都会有自己的内存地址，栈空间中的变量会存储对应的地址，而不是数组的实际数据。通过这个地址，程序可以访问到堆空间中的数组值。

数组内存图（多个数组指向同一个空间）

代码解释：

int[] arr = new int[3];           // 定义了一个长度为3的数组

arr[0] = 100; arr[1] = 200; arr[2] = 300;          // 将值赋给数组中的对应索引

• arr 是一个长度为 3 的数组，分配在堆空间中。栈空间存储了 arr 的地址。
• 给 arr 的每个元素赋值 100、200 和 300，这些值存储在堆空间中的 arr 数组中。

输入打印结果：

001
100
200
300

解释：

• 第一行 001 是栈空间中的 arr 数组的地址。
• 后三行分别输出数组 arr 中的元素值：100、200 和 300。

当定义第二个数组并将第一个数组的地址赋给它时：

int[] arr2 = arr;              // 第二个数组指向第一个数组

此时，arr2 并不会在堆空间中重新分配一个新的空间，而是直接引用了 arr 数组所在的地址。这意味着 arr 和 arr2 指向的是同一块内存区域，所以对 arr 的修改会影响到 arr2，反之亦然。

打印结果：

001
111
001
111

解释：

• 第一行 001 和第三行 001 都是 arr 和 arr2 的地址，指向相同的内存位置。
• 第二行和第四行的 111 表示 arr 和 arr2 的元素值。修改 arr 的元素值后，arr2 也反映了同样的变化。