作者：zdmilan 來(lái)自：CSDN
1. 棧(stack)與堆(heap)都是Java用來(lái)在Ram中存放數據的地方。與C++不同，Java自動(dòng)管理棧和堆，程序員不能直接地設置?；蚨?。
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(diǎn)是，存在棧中的數據大小與生存期必須是確定的，缺乏靈活性。另外，棧數據可以共享，詳見(jiàn)第3點(diǎn)。堆的優(yōu)勢是可以動(dòng)態(tài)地分配內存大小，生存期也不必事先告訴編譯器，Java的垃圾收集器會(huì )自動(dòng)收走這些不再使用的數據。但缺點(diǎn)是，由于要在運行時(shí)動(dòng)態(tài)分配內存，存取速度較慢。
3. Java中的數據類(lèi)型有兩種。
一種是基本類(lèi)型(primitive types), 共有8種，即int, short, long, byte, float, double, boolean, char(注意，并沒(méi)有string的基本類(lèi)型)。這種類(lèi)型的定義是通過(guò)諸如int a = 3; long b = 255L;的形式來(lái)定義的，稱(chēng)為自動(dòng)變量。值得注意的是，自動(dòng)變量存的是字面值，不是類(lèi)的實(shí)例，即不是類(lèi)的引用，這里并沒(méi)有類(lèi)的存在。如int a = 3; 這里的a是一個(gè)指向int類(lèi)型的引用，指向3這個(gè)字面值。這些字面值的數據，由于大小可知，生存期可知(這些字面值固定定義在某個(gè)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(gè)很重要的特殊性，就是存在棧中的數據可以共享。假設我們同時(shí)定義
int a = 3;
int b = 3；
編譯器先處理int a = 3；首先它會(huì )在棧中創(chuàng )建一個(gè)變量為a的引用，然后查找有沒(méi)有字面值為3的地址，沒(méi)找到，就開(kāi)辟一個(gè)存放3這個(gè)字面值的地址，然后將a指向3的地址。接著(zhù)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(gè)字面值，便將b直接指向3的地址。這樣，就出現了a與b同時(shí)均指向3的情況。
特別注意的是，這種字面值的引用與類(lèi)對象的引用不同。假定兩個(gè)類(lèi)對象的引用同時(shí)指向一個(gè)對象，如果一個(gè)對象引用變量修改了這個(gè)對象的內部狀態(tài)，那么另一個(gè)對象引用變量也即刻反映出這個(gè)變化。相反，通過(guò)字面值的引用來(lái)修改其值，不會(huì )導致另一個(gè)指向此字面值的引用的值也跟著(zhù)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(huì )等于4，還是等于3。在編譯器內部，遇到a=4；時(shí)，它就會(huì )重新搜索棧中是否有4的字面值，如果沒(méi)有，重新開(kāi)辟地址存放4的值；如果已經(jīng)有了，則直接將a指向這個(gè)地址。因此a值的改變不會(huì )影響到b的值。
另一種是包裝類(lèi)數據，如Integer, String, Double等將相應的基本數據類(lèi)型包裝起來(lái)的類(lèi)。這些類(lèi)數據全部存在于堆中，Java用new()語(yǔ)句來(lái)顯示地告訴編譯器，在運行時(shí)才根據需要動(dòng)態(tài)創(chuàng )建，因此比較靈活，但缺點(diǎn)是要占用更多的時(shí)間。
4. String是一個(gè)特殊的包裝類(lèi)數據。即可以用String str = new String("abc");的形式來(lái)創(chuàng )建，也可以用String str = "abc"；的形式來(lái)創(chuàng )建(作為對比，在JDK 5.0之前，你從未見(jiàn)過(guò)Integer i = 3;的表達式，因為類(lèi)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(jìn)行Integer i = new Integer(3)的轉換)。前者是規范的類(lèi)的創(chuàng )建過(guò)程，即在Java中，一切都是對象，而對象是類(lèi)的實(shí)例，全部通過(guò)new()的形式來(lái)創(chuàng )建。Java 中的有些類(lèi)，如DateFormat類(lèi)，可以通過(guò)該類(lèi)的getInstance()方法來(lái)返回一個(gè)新創(chuàng )建的類(lèi)，似乎違反了此原則。其實(shí)不然。該類(lèi)運用了單例模式來(lái)返回類(lèi)的實(shí)例，只不過(guò)這個(gè)實(shí)例是在該類(lèi)內部通過(guò)new()來(lái)創(chuàng )建的，而getInstance()向外部隱藏了此細節。那為什么在String str = "abc"；中，并沒(méi)有通過(guò)new()來(lái)創(chuàng )建實(shí)例，是不是違反了上述原則？其實(shí)沒(méi)有。
5. 關(guān)于String str = "abc"的內部工作。Java內部將此語(yǔ)句轉化為以下幾個(gè)步驟：
(1)先定義一個(gè)名為str的對String類(lèi)的對象引用變量：String str；
(2)在棧中查找有沒(méi)有存放值為"abc"的地址，如果沒(méi)有，則開(kāi)辟一個(gè)存放字面值為"abc"的地址，接著(zhù)創(chuàng )建一個(gè)新的String類(lèi)的對象o，并將o 的字符串值指向這個(gè)地址，而且在棧中這個(gè)地址旁邊記下這個(gè)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。
(3)將str指向對象o的地址。
值得注意的是，一般String類(lèi)中字符串值都是直接存值的。但像String str = "abc"；這種場(chǎng)合下，其字符串值卻是保存了一個(gè)指向存在棧中數據的引用！
為了更好地說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，我們可以通過(guò)以下的幾個(gè)代碼進(jìn)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(gè)字符串的值是否相等。==號，根據JDK的說(shuō)明，只有在兩個(gè)引用都指向了同一個(gè)對象時(shí)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(gè)對象。
結果說(shuō)明，JVM創(chuàng )建了兩個(gè)引用str1和str2，但只創(chuàng )建了一個(gè)對象，而且兩個(gè)引用都指向了這個(gè)對象。
我們再來(lái)更進(jìn)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(shuō)，賦值的變化導致了類(lèi)對象引用的變化，str1指向了另外一個(gè)新對象！而str2仍舊指向原來(lái)的對象。上例中，當我們將str1的值改為"bcd"時(shí)，JVM發(fā)現在棧中沒(méi)有存放該值的地址，便開(kāi)辟了這個(gè)地址，并創(chuàng )建了一個(gè)新的對象，其字符串的值指向這個(gè)地址。
事實(shí)上，String類(lèi)被設計成為不可改變(immutable)的類(lèi)。如果你要改變其值，可以，但JVM在運行時(shí)根據新值悄悄創(chuàng )建了一個(gè)新對象，然后將這個(gè)對象的地址返回給原來(lái)類(lèi)的引用。這個(gè)創(chuàng )建過(guò)程雖說(shuō)是完全自動(dòng)進(jìn)行的，但它畢竟占用了更多的時(shí)間。在對時(shí)間要求比較敏感的環(huán)境中，會(huì )帶有一定的不良影響。
再修改原來(lái)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(gè)對象的引用直接指向str1所指向的對象(注意，str3并沒(méi)有創(chuàng )建新對象)。當str1改完其值后，再創(chuàng )建一個(gè)String的引用str4，并指向因str1修改值而創(chuàng )建的新的對象?？梢园l(fā)現，這回str4也沒(méi)有創(chuàng )建新的對象，從而再次實(shí)現棧中數據的共享。
我們再接著(zhù)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(gè)引用。創(chuàng )建了兩個(gè)對象。兩個(gè)引用分別指向不同的兩個(gè)對象。
String str1 = "abc";
String str2 = new String("abc");
System.out.println(str1==str2); //false
創(chuàng )建了兩個(gè)引用。創(chuàng )建了兩個(gè)對象。兩個(gè)引用分別指向不同的兩個(gè)對象。
以上兩段代碼說(shuō)明，只要是用new()來(lái)新建對象的，都會(huì )在堆中創(chuàng )建，而且其字符串是單獨存值的，即使與棧中的數據相同，也不會(huì )與棧中的數據共享。
6. 數據類(lèi)型包裝類(lèi)的值不可修改。不僅僅是String類(lèi)的值不可修改，所有的數據類(lèi)型包裝類(lèi)都不能更改其內部的值。
7. 結論與建議：
(1)我們在使用諸如String str = "abc"；的格式定義類(lèi)時(shí)，總是想當然地認為，我們創(chuàng )建了String類(lèi)的對象str。擔心陷阱！對象可能并沒(méi)有被創(chuàng )建！唯一可以肯定的是，指向 String類(lèi)的引用被創(chuàng )建了。至于這個(gè)引用到底是否指向了一個(gè)新的對象，必須根據上下文來(lái)考慮，除非你通過(guò)new()方法來(lái)顯要地創(chuàng )建一個(gè)新的對象。因此，更為準確的說(shuō)法是，我們創(chuàng )建了一個(gè)指向String類(lèi)的對象的引用變量str，這個(gè)對象引用變量指向了某個(gè)值為"abc"的String類(lèi)。清醒地認識到這一點(diǎn)對排除程序中難以發(fā)現的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(huì )自動(dòng)根據棧中數據的實(shí)際情況來(lái)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(gè)思想應該是享元模式的思想，但JDK的內部在這里實(shí)現是否應用了這個(gè)模式，不得而知。
(3)當比較包裝類(lèi)里面的數值是否相等時(shí)，用equals()方法；當測試兩個(gè)包裝類(lèi)的引用是否指向同一個(gè)對象時(shí)，用==。
(4)由于String類(lèi)的immutable性質(zhì)，當String變量需要經(jīng)常變換其值時(shí)，應該考慮使用StringBuffer類(lèi)，以提高程序效率。
