Bài viết giải thích sự khác nhau của Heap và Stack trong Java, cũng như sự liên quan giữa chúng trong quá trình chạy chương trình.

Thuật ngữ sử dụng:

- Runtime: thời gian chạy chương trình

- Java Heap Memory: Bộ nhớ Heap trong Java

- Java Stack Memory: Bộ nhớ Stack trong Java

- JVM: Java Virtual Machine, máy ảo Java dùng để chạy chương trình Java của bạn.

- Object: là đối tượng được khởi tạo từ khoá new từ một class. 

1. Định nghĩa

Java Heap và Stack Memory là một phần của bộ nhớ được JVM sử dụng để chạy chương trình Java của bạn. Khi bạn chạy chương trình Java, JVM sẽ yêu cầu hệ điều hành cấp cho một không gian bộ nhớ trong RAM để dùng cho việc chạy chương trình. JVM sẽ chia bộ nhớ được cấp phát này thành 2 phần: Heap và Stack cho việc quản lý.

2. Java Heap Memory

- Là bộ nhớ được sử dụng ở runtime để lưu các Objects. Bắt cứ khi nào ở đâu trong chương trình của bạn khi bạn tạo Object thì nó sẽ được lưu trong Heap. 

- Các objects trong Heap đều được truy cập bởi tất cả các các nơi trong ứng dụng, bởi các threads khác nhau.

- Thời gian sống của object phụ thuộc vào Garbage Collection của java. 

- Garbage Collection sẽ chạy trên bộ nhớ Heap để xoá các Object không được sử dụng nữa, nghĩa là object không được referece trong chương trình.

- Dung lượng sử dụng của Heap sẽ tăng giảm phụ thuộc vào Objects sử dụng.

- Dung lượng Heap thường lớn hơn Stack.

3. Java Stack Memory

- Bộ nhớ để lưu các biến local trong hàm và lời gọi hàm ở runtime trong một Thread java. 

- Các biến local bao gồm loại nguyên thuỷ (primitive) và loại tham chiếu tới đối tượng trong heap (reference) khai báo trong hàm, hoặc đối số được truyền vào hàm, thường có thời gian sống ngắn.

- Bố nhớ stack thường nhỏ

- Cơ chế hoạt động là LIFO (Last-In-First-Out), chạy sau chết trước.

- Bất cứ khi nào gọi 1 hàm, một khối bộ nhớ mới sẽ được tạo trong Stack cho hàm đó để lưu các biến local. Khi hàm thực hiện xong, khối bộ nhớ cho hàm sẽ bị xoá, và giải phóng bộ nhớ trong stack.

3. Ví dụ

- Một chương trình java đơn giản.

Memory.java

package com.journaldev.test; 
 
public class Memory { 
 
    public static void main(String[] args) { // Line 1 
        int i=1; // Line 2 
        Object obj = new Object(); // Line 3 
        Memory mem = new Memory(); // Line 4 
        mem.foo(obj); // Line 5 
    } // Line 9 
 
    private void foo(Object param) { // Line 6 
        String str = param.toString(); //// Line 7 
        System.out.println(str); 
    } // Line 8 
 
}