Javaのメモリ領域(スタック領域、ヒープ領域)について

目次

メモリ
スタック領域とは
ヒープ領域とは
メモリ確保のイメージ
値型のメモリ確保のイメージ
参照型のメモリ確保のイメージ
おまけ
リストとは
挿入
削除
単方向リスト
循環リスト
参考文献、参考サイト
関連記事

メモリ

プログラムの実行時に利用される記憶領域(メモリ領域)には

• スタック領域
• ヒープ領域

がある

スタック領域とは

• 一般にコールスタック、制御スタック、と呼ばれている
• LIFO(Last In First Out、先入れ後出し)方式で構成されている

スタック領域の「スタック」が指しているのは

⭕️メモリの解放と、メモリの確保
❌データの入れ方

メモリの解放とメモリの確保が、後入れ先出しの形になっているのを表している

基本情報や、応用情報の問題でも出てくるスタックのこと

• プログラム実行中のサブルーチン¹の情報を記憶しておくメモリ領域
  →スタック領域は、確保したのとは逆の順番で解放するのが特徴

• サブルーチン¹終了後の戻りアドレスや局所変数(ローカル変数)などを保持する

• 値型(基本データ型、プリミティブ型)の値と、参照型載(オブジェクト型)の参照値²が保存される

ヒープ領域とは

• 2つのラベルを持つ双方向リストで構成され、プログラム上から動的(任意)に確保できるメモリ領域

双方向リスト

次のデータへのポインタの他に、前のデータのポインタも持っているリスト構造

前後のどちらにもリストを辿っていくことができる
ポインタは、データが保管されているメモリ位置を示す

• 動的にメモリ取得を繰り返すことによって、メモリ上にどこからも参照できない領域(ガーベージ)が発生する
• どのような順序でメモリを確保、解放するかはソフトウェア側で自由に決められる
• 参照型の値、オブジェクトのインスタンス、実際の値やメソッドが格納される

なぜヒープ領域というの？

ヒープ(heap)は「積み重なる」「堆積する」という意味
→プログラムの実行に伴い、動的に確保され、その領域が順次拡大する様子から「ヒープ」と呼ばれる

ツリー状のデータ構造のことを指す「ヒープ」とは別物

メモリ確保のイメージ

値型のメモリ確保のイメージ

変数を宣言すると、メモリのスタック領域に「1」という値が格納される

参照型のメモリ確保のイメージ

下記サイトにある

実際に値が格納されているのはロッカーの中で、変数はロッカーの番号が書いた鍵のイメージ

というのが理解しやすいかと思います。

おまけ

リストとは

• リストの特徴：柔軟さ
  • ポインタさえ変えれば、いくらでもデータを繋ぎ変えることが可能
    →データの追加・挿入・削除などがとても簡単にできる
• リストはポインタを順に辿る必要がある
  →配列のように添え字を使って個々のデータに直接アクセスすることはできない

挿入

• ポインタを削除した後、そこに新しいポインタを書く

削除

• ポインタを削除した後、そこに一つ後ろへのポインタを書く

単方向リスト

• 次のデータへのポインタを、1つだけ持っているリスト構造
• 一方通行のため、先頭から順に辿っていくしかない

循環リスト

• ポインタによってデータが環状に連結されているリスト構造
• 最後尾のデータは、先頭データへのポインタを持つ
• 全体が環状に繋がっていてグルグル回ることがでる

参考文献、参考サイト

• きたみりゅうじ. キタミ式イラストIT塾 応用情報技術者 令和04年. ‎技術評論社, 2017, p.376-377

関連記事

1. (他の値から呼び出される)関数 ↩ ↩²

2. 参照値は、値がメモリのどこに格納されているかを示す ↩