1. 棧(stack)與堆(heap)都是
Java用來在Ram中存放數(shù)據(jù)的地方。與
C++不同，Java自動管理棧和堆，程序員不能直接地設置棧或堆。
2. 棧的優(yōu)勢是，存取速度比堆要快，僅次于直接位于CPU中的寄存器。但缺點是，存在棧中的數(shù)據(jù)大小與生存期必須是確定的，缺乏靈活性。另外，棧數(shù)據(jù)可以共享，詳見第3點。堆的優(yōu)勢是可以動態(tài)地分配內(nèi)存大小，生存期也不必事先告訴編譯器，Java的垃圾收集器會自動收走這些不再使用的數(shù)據(jù)。但缺點是，由于要在運行時動態(tài)分配內(nèi)存，存取速度較慢。
3. Java中的數(shù)據(jù)類型有兩種。
一種是基本類型(primitive types), 共有8種，即int, short, long, byte, float, double, boolean, char(注意，并沒有string的基本類型)。這種類型的定義是通過諸如int a = 3; long b = 255L;的形式來定義的，稱為自動變量。值得注意的是，自動變量存的是字面值，不是類的實例，即不是類的引用，這里并沒有類的存在。如int a = 3; 這里的a是一個指向int類型的引用，指向3這個字面值。這些字面值的數(shù)據(jù)，由于大小可知，生存期可知(這些字面值固定定義在某個程序塊里面，程序塊退出后，字段值就消失了)，出于追求速度的原因，就存在于棧中。
另外，棧有一個很重要的特殊性，就是存在棧中的數(shù)據(jù)可以共享。假設我們同時定義：
編譯器先處理int a = 3；首先它會在棧中創(chuàng)建一個變量為a的引用，然后查找有沒有字面值為3的地址，沒找到，就開辟一個存放3這個字面值的地址，然后將a指向3的地址。接著處理int b = 3；在創(chuàng)建完b的引用變量后，由于在棧中已經(jīng)有3這個字面值，便將b直接指向3的地址。這樣，就出現(xiàn)了a與b同時均指向3的情況。
特別注意的是，這種字面值的引用與類對象的引用不同。假定兩個類對象的引用同時指向一個對象，如果一個對象引用變量修改了這個對象的內(nèi)部狀態(tài)，那么另一個對象引用變量也即刻反映出這個變化。相反，通過字面值的引用來修改其值，不會導致另一個指向此字面值的引用的值也跟著改變的情況。如上例，我們定義完a與b的值后，再令a=4；那么，b不會等于4，還是等于3。在編譯器內(nèi)部，遇到a=4；時，它就會重新搜索棧中是否有4的字面值，如果沒有，重新開辟地址存放4的值；如果已經(jīng)有了，則直接將a指向這個地址。因此a值的改變不會影響到b的值。
另一種是包裝類數(shù)據(jù)，如Integer, String, Double等將相應的基本數(shù)據(jù)類型包裝起來的類。這些類數(shù)據(jù)全部存在于堆中，Java用new()語句來顯示地告訴編譯器，在運行時才根據(jù)需要動態(tài)創(chuàng)建，因此比較靈活，但缺點是要占用更多的時間。 4. String是一個特殊的包裝類數(shù)據(jù)。即可以用String str = new String("abc");的形式來創(chuàng)建，也可以用String str = "abc"；的形式來創(chuàng)建(作為對比，在
JDK 5.0之前，你從未見過Integer i = 3;的表達式，因為類與字面值是不能通用的，除了String。而在JDK 5.0中，這種表達式是可以的！因為編譯器在后臺進行Integer i = new Integer(3)的轉(zhuǎn)換)。前者是規(guī)范的類的創(chuàng)建過程，即在Java中，一切都是對象，而對象是類的實例，全部通過new()的形式來創(chuàng)建。Java中的有些類，如DateFormat類，可以通過該類的getInstance()方法來返回一個新創(chuàng)建的類，似乎違反了此原則。其實不然。該類運用了單例模式來返回類的實例，只不過這個實例是在該類內(nèi)部通過new()來創(chuàng)建的，而getInstance()向外部隱藏了此細節(jié)。那為什么在String str = "abc"；中，并沒有通過new()來創(chuàng)建實例，是不是違反了上述原則？其實沒有。
5. 關于String str = "abc"的內(nèi)部工作。Java內(nèi)部將此語句轉(zhuǎn)化為以下幾個步驟：
(1)先定義一個名為str的對String類的對象引用變量：String str；
(2)在棧中查找有沒有存放值為"abc"的地址，如果沒有，則開辟一個存放字面值為"abc"的地址，接著創(chuàng)建一個新的String類的對象o，并將o的字符串值指向這個地址，而且在棧中這個地址旁邊記下這個引用的對象o。如果已經(jīng)有了值為"abc"的地址，則查找對象o，并返回o的地址。
String str = "abc";在棧中如果沒有存放值為"abc"的地址，等同于：
String temp=new String("abc");
String str=temp;
(3)將str指向?qū)ο髈的地址。
值得注意的是，一般String類中字符串值都是直接存值的。但像String str = "abc"；這種場合下，其字符串值卻是保存了一個指向存在棧中數(shù)據(jù)的引用！
為了更好地說明這個問題，我們可以通過以下的幾個代碼進行驗證。
String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
System.out.println(str1==str2); //true |
注意，我們這里并不用str1.equals(str2)；的方式，因為這將比較兩個字符串的值是否相等。==號，根據(jù)JDK的說明，只有在兩個引用都指向了同一個對象時才返回真值。而我們在這里要看的是，str1與str2是否都指向了同一個對象。
結(jié)果說明，JVM創(chuàng)建了兩個引用str1和str2，但只創(chuàng)建了一個對象，而且兩個引用都指向了這個對象。
我們再來更進一步，將以上代碼改成：
String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
str1 = "bcd";
System.out.println(str1 + "," + str2); //bcd, abc
System.out.println(str1==str2); //false |
這就是說，賦值的變化導致了類對象引用的變化，str1指向了另外一個新對象！而str2仍舊指向原來的對象。上例中，當我們將str1的值改為"bcd"時，JVM發(fā)現(xiàn)在棧中沒有存放該值的地址，便開辟了這個地址，并創(chuàng)建了一個新的對象，其字符串的值指向這個地址。
事實上，String類被設計成為不可改變(immutable)的類。如果你要改變其值，可以，但JVM在運行時根據(jù)新值悄悄創(chuàng)建了一個新對象，然后將這個對象的地址返回給原來類的引用。這個創(chuàng)建過程雖說是完全自動進行的，但它畢竟占用了更多的時間。在對時間要求比較敏感的環(huán)境中，會帶有一定的不良影響。
再修改原來代碼：
String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
str1 = "bcd";
String str3 = str1;
System.out.println(str3); //bcd
String str4 = "bcd";
System.out.println(str1 == str4); //true |
str3這個對象的引用直接指向str1所指向的對象(注意，str3并沒有創(chuàng)建新對象)。當str1改完其值后，再創(chuàng)建一個String的引用str4，并指向因str1修改值而創(chuàng)建的新的對象。可以發(fā)現(xiàn)，這回str4也沒有創(chuàng)建新的對象，從而再次實現(xiàn)棧中數(shù)據(jù)的共享。
我們再接著看以下的代碼。
String str1 = new String("abc");
String str2 = "abc";
System.out.println(str1==str2); //false |
創(chuàng)建了兩個引用。創(chuàng)建了兩個對象。兩個引用分別指向不同的兩個對象。
String str1 = "abc";
String str2 = new String("abc");
System.out.println(str1==str2); //false |
創(chuàng)建了兩個引用。創(chuàng)建了兩個對象。兩個引用分別指向不同的兩個對象。
以上兩段代碼說明，只要是用new()來新建對象的，都會在堆中創(chuàng)建，而且其字符串是單獨存值的，即使與棧中的數(shù)據(jù)相同，也不會與棧中的數(shù)據(jù)共享。
注：對于字符串連接
(1) String str=”1”+”2”+”3”＋”4”;
產(chǎn)生：
12
123
1234
會在串池中產(chǎn)生多余對象，而真正我們需要的只有最后一個對象，用這種方式進行字符串連接時，不管在時間上還是在空間上都會造成相當大的浪費。所以我們應該使用 StringBuffer(線程安全的) 或者 StringBuilder（線程不安全的）。
解決方案：
String s;
StringBuffer sb = new StringBuffer(“1”);
Sb.append(“2”);
Sb.append(“3”);
Sb.append(“4”);
S = sb.toString();
解決后的方案比解決前在運行的時間上相差2個數(shù)量級。
(2)比較分析下面
public class Test {
private static String s = "string";
public static void main(String a[]) {
String t = "strin" + "g";
System.out.println(t == s);//true -----【1】
String t1 = "strin";
String t2 = "g";
String t3 = t1+t2;
System.out.println(t3 == s);//false-----【2】
}
分析結(jié)果：對于【1】結(jié)果為true，字符串s="string"和String t = "strin" + "g"是在編譯時就確定了，JVM編譯器在對于String t = "strin" + "g"，會將其在編譯期優(yōu)化為"string"，所以【1】的結(jié)果是true。對于【2】結(jié)果為false，因為String t1 = "strin"和String t2 = "g"在編譯期是無法確定的，只能在運行期動態(tài)的分配空間，故String t3 = t1 + t2操作后，t3的地址和s所指向的地址就不一樣，所以【2】的結(jié)果是false。只有字符串常量在編譯期就確定下來，字符串引用只能在運行期來動態(tài)分配。
通過上面的程序，可以知道，JAVA常量池中存儲的String是在編譯時就產(chǎn)生的!
所以"String"=="Strin"+"g"(編譯時能獲得這"兩"個String,并認為它們是一致的),但是t1+t2或（t1+"*"）,在編譯時是不會識別的,只有在運行時才能知道它們到底是什么,所以t1+t2或（t1+"*"）得到的String,已經(jīng)不是在JAVA池中的，String,t3!=s也就正常了。
6. 數(shù)據(jù)類型包裝類的值不可修改。不僅僅是String類的值不可修改，所有的數(shù)據(jù)類型包裝類都不能更改其內(nèi)部的值。
7. 結(jié)論與建議：
(1)我們在使用諸如String str = "abc"；的格式定義類時，總是想當然地認為，我們創(chuàng)建了String類的對象str。擔心陷阱！對象可能并沒有被創(chuàng)建！唯一可以肯定的是，指向String類的引用被創(chuàng)建了。至于這個引用到底是否指向了一個新的對象，必須根據(jù)上下文來考慮，除非你通過new()方法來顯要地創(chuàng)建一個新的對象。因此，更為準確的說法是，我們創(chuàng)建了一個指向String類的對象的引用變量str，這個對象引用變量指向了某個值為"abc"的String類。清醒地認識到這一點對排除程序中難以發(fā)現(xiàn)的bug是很有幫助的。
(2)使用String str = "abc"；的方式，可以在一定程度上提高程序的運行速度，因為JVM會自動根據(jù)棧中數(shù)據(jù)的實際情況來決定是否有必要創(chuàng)建新對象。而對于String str = new String("abc")；的代碼，則一概在堆中創(chuàng)建新對象，而不管其字符串值是否相等，是否有必要創(chuàng)建新對象，從而加重了程序的負擔。這個思想應該是享元模式的思想，但JDK的內(nèi)部在這里實現(xiàn)是否應用了這個模式，不得而知。
(3)當比較包裝類里面的數(shù)值是否相等時，用equals()方法；當測試兩個包裝類的引用是否指向同一個對象時，用==。
(4)由于String類的immutable性質(zhì)，當String變量需要經(jīng)常變換其值時，應該考慮使用StringBuffer類，以提高程序效率。
JVM中的堆和棧
JVM是基于堆棧的虛擬機.JVM為每個新創(chuàng)建的線程都分配一個堆棧.也就是說,對于一個Java程序來說，它的運行就是通過對堆棧的操作來完成的。堆棧以幀為單位保存線程的狀態(tài)。JVM對堆棧只進行兩種操作:以幀為單位的壓棧和出棧操作。
我們知道,某個線程正在執(zhí)行的方法稱為此線程的當前方法.我們可能不知道,當前方法使用的幀稱為當前幀。當線程激活一個Java方法,JVM就會在線程的Java堆棧里新壓入一個幀。這個幀自然成為了當前幀.在此方法執(zhí)行期間,這個幀將用來保存參數(shù),局部變量,中間計算過程和其他數(shù)據(jù).這個幀在這里和編譯原理中的活動紀錄的概念是差不多的.
從Java的這種分配機制來看,堆棧又可以這樣理解:堆棧(Stack)是操作系統(tǒng)在建立某個進程時或者線程(在支持多線程的操作系統(tǒng)中是線程)為這個線程建立的存儲區(qū)域，該區(qū)域具有先進后出的特性。
每一個Java應用都唯一對應一個JVM實例，每一個實例唯一對應一個堆。應用程序在運行中所創(chuàng)建的所有類實例或數(shù)組都放在這個堆中,并由應用所有的線程共享.跟C/C++不同，Java中分配堆內(nèi)存是自動初始化的。Java中所有對象的存儲空間都是在堆中分配的，但是這個對象的引用卻是在堆棧中分配,也就是說在建立一個對象時從兩個地方都分配內(nèi)存，在堆中分配的內(nèi)存實際建立這個對象，而在堆棧中分配的內(nèi)存只是一個指向這個堆對象的指針(引用)而已。