正版我的世界Java分配内存
1、一些废话
一些废话还是要说，我们必须在一些概念上达成一致，首先这篇文章会特别的基础，其次这里说的内存，大部分情况下都是物理内存，不是虚拟内存（新手不知道虚拟内存的可以略过），这里讲的不少内容都是概念和理论性质的，少部分有实际的代码，主要是操作系统课程会讲到的内容。
如果你希望学到JVM内存管理的内容，那么你会失望。
如果你希望学习到程序开发的一些入门的内存知识，你会满意。
2、前菜：计算机存储设备
广义上讲的计算机的存储设备，一共有以下几种：
- CPU的寄存器
- 内存
- 各种磁盘（例如机械硬盘、固态硬盘、U盘、光盘）
这里我们主要讲内存，内存的容量单条都在4G 8G 16G了（2020年），寄存器和磁盘我们都不讲。
3、内存里的最小存储单元是字节
都知道计算机只能存储和计算2进制数据，都是0和1，毫无疑问，计算机内存中存储的都是0和1，那么这里有1个基本的概念，就是一个0或者一个1，叫做位，8位是1个字节。
那么这里我想说第一个知识点，内存里的最小存储单元是字节。
假设我们写了一行代码:
那么申请了几个字节呢？很显然用1个位就可以表示，但是实际是1个字节。
如果考虑到字节对齐，可能不仅仅是1个字节。如果你需要用1个位，实际上分配了1个字节的内存，这个就叫内存碎片，更精确的讲叫内部碎片。结论就是你不能申请少于1个字节的内存。
4、字节是有顺序的
继续刚才的话题，假设你写了如下一行代码：
long a = 0x12345678; // 转16进制之后是： 0x12345678这个数字，转换为2进制，就是：
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-7YID7oud-1609726062205)(…/img/image-20210102150223271.png)]
那么实际这个数字，在内存里是怎么存储的呢？由于Java不能查看实际的内存内容，这里我们借用C语言的GDB工具来实现，具体的过程就不写了，感兴趣的话，需要自己研究下。
我使用GDB查看了变量a的地址，然后查看了该地址的内存，可以看到低位的0x78，在内存的低地址，小端法。
1个int类型有4个字节，但是4个字节在内存中是有顺序的，如果低位的字节，在内存的低地址，这种存储方式就是小端，如果反过来，就是大端。
对于Java程序员来说，可以不用关心这个问题，基本上用不到这个知识的。
5、字节对齐
我们知道了内存中的最小单位是字节，那么很明显我们不能申请0.5字节或者1.5字节的内存长度，那么对于32位系统来说，还有1个要注意的地方是，大概率是4字节对齐的，什么意思呢？就是假设 一个类占3个字节，那么最终Java也会给你申请4个字节，这个就是字节对齐，为什么需要对齐呢？是因为32位系统的最大可以寻址2^32次方个字节，地址使用4字节的int表示的，所以访问的内存地址的物理地址，必须是4字节的整倍数，这样好寻址嘛，也很好理解。
我猜测，64系统大概率是8字节对齐的。
不过不用担心，Java虚拟机规范规定了int就是4字节，无论你是32位系统还是64位系统，所以还不需要关心这个事情，知道就可以了。所以有时候，我更倾向于把ArrayList的初始容量设置为16。
6、局部性原理
CPU访问存储器时，无论是存取指令还是存取数据，所访问的存储单元都趋于聚集在一个较小的连续区域中。这个原理对于内存来说，更是如此。紧凑的内存数据更有利于计算机一次性把所有的数据都取出。
7、程序需要加载进内存才能执行
这简直就是脱了裤子放屁了，大家都知道。
所以有时候需要尽量把代码写的短一点，可能有一点点的好处，也完全可以忽略，毕竟不知道编译之后的目标代码到底怎么样。
8、虚拟内存
大部分情况下，程序员可以访问到的内存，都是虚拟内存，如果你的程序代码比你的内存还要大，直观的感受是这程序肯定不能运行，得益于虚拟内存，可以只加载一部分内存，然后按需加载。
全文完。