1.内存分配机制

• 栈
  存储局部变量和对象的引用变量。每个线程独占一个栈，方法调用时自动分配内存，方法结束自动释放

代码示例：

void method() {
    int a = 10;        // 基本类型变量，存储在栈中
    String s = "test"; // 引用变量s在栈中，对象"test"在堆中
}

• 堆
  存储所有通过 new 创建的对象和数组，由所有线程共享生命周期由回收器（GC）管理。

代码示例：

void createObject() {
    Object obj = new Object(); // obj引用在栈中，Object实例在堆中
}

2.生命周期与性能

• 栈
• 变量生命周期与作用域强绑定，方法执行完毕立即释放。
• 分配速度快（仅移动栈指针），但空间有限(默认大小依赖JVM配置)。
• 堆
• 对象生命周期不确定，仅当无引用指向时由GC回收。
• 分配速度较慢（需动态内存寻址），但空间更大（受物理内存限制）

代码示例：

public class HeapStackDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int num = 5;                  // 栈：基本类型变量
        String str1 = "Hello";        // 栈：引用变量；堆：字符串常量池中的"Hello"
        String str2 = new String("World"); // 栈：引用变量；堆：新创建的String对象

        modify(num, str1, str2);
        System.out.println(num);     // 输出5（值未改变）
        System.out.println(str1);    // 输出Hello（引用未改变）
        System.out.println(str2);    // 输出World（引用未改变）
    }

    public static void modify(int a, String s1, String s2) {
        a = 10;
        s1 = "Modified";
        s2 = new String("Modified");
    }
}

代码解析：

• num 是基本类型，传递时复制值，原变量不受影响。
• str1 指向常量池中的字符串，方法内修改引用不影响原变量。
• str2 的引用被重新指向新对象，但原堆中的对象仍未被修改。

4.常见问题与解决方案

• 内存泄漏
  对象无用时仍被引用（如缓存未清理、监听器未注销），导致GC无法回收

List<Object> cache = new ArrayList<>();
void addToCache(Object obj) {
    cache.add(obj); // 若长期不清理，堆内存持续增长，以及像文件流，循环打开，不关闭
}

• 空指针异常
  未初始化引用变量直接调用方法（如 String s = null; s.length()），需通过堆栈信息定位问题，我们可以采用。

5.最佳实践

1. 减少堆内存压力
2. 避免频繁创建大对象（如循环内 new 数组），优先采用复用对象。
3. 使用 StringBuilder 替代字符串拼接，减少中间对象生成。
4. 栈溢出防范
5. 避免无限递归或过深的方法调用链（如未终止条件的递归）。
6. 工具辅助
7. 通过 jmap 分析堆内存快照，或 jstack 查看线程栈信息。

总结

Java的堆栈机制会直接影响程序性能和稳定性：

• 栈：高效但容量小，适合短期数据（局部变量、方法调用。
• 堆：灵活但管理复杂，需关注GC行为和内存泄漏。
  通过合理设计对象生命周期和内存使用策略，可显著提升Java应用的健壮性