面试题：Java中堆和栈在对象生命周期中的作用

Question

请详细阐述在Java中，堆和栈在对象的创建、使用以及销毁过程中分别起到了什么作用？并举例说明。

Answer 1

1. 堆（Heap）的作用

• 对象创建：在Java中，当使用new关键字创建对象时，对象实例会被分配到堆内存中。堆是JVM用来存储对象实例的区域，它具有较大的内存空间，能满足对象存储需求。例如String str = new String("Hello");，这里new String("Hello")所创建的字符串对象就存储在堆中。
• 对象使用：对象在堆中存储其状态信息（成员变量的值等）。其他部分（如栈中的方法调用）通过引用（内存地址）来访问堆中的对象，对其进行操作，例如调用对象的方法修改其成员变量值。
• 对象销毁：堆中的对象不再被任何引用指向时，会被垃圾回收器（GC）标记，在合适时机回收内存。比如一个局部变量所引用的对象，当该局部变量超出作用域，没有其他引用指向该对象，垃圾回收器就可能回收该对象在堆中占用的内存。

2. 栈（Stack）的作用

• 对象创建：栈不直接参与对象实例的创建，但在方法调用创建对象过程中，会为方法调用分配栈帧。例如void createObject() { String str = new String("World"); }，在调用createObject方法时，会在栈中创建栈帧，栈帧包含方法的局部变量表等信息，这里str作为局部变量会被存储在栈帧的局部变量表中，它存放的是堆中String对象的引用。
• 对象使用：栈通过存储对象的引用，来实现对堆中对象的访问。在方法执行过程中，根据栈中存储的对象引用找到堆中的对象，进而调用对象方法、访问对象成员变量。例如上述str变量，通过其存储的引用在堆中找到String对象，调用str.length()方法获取字符串长度。
• 对象销毁：当方法调用结束，栈帧从栈中弹出，栈帧中存储的局部变量（对象引用）随之消失。若堆中对象没有其他引用指向，就可能被垃圾回收。例如createObject方法执行完毕，栈帧弹出，str引用消失，若没有其他地方引用该String对象，垃圾回收器可能回收该对象。