Java堆和栈、String Pool（字符串池）

Thinking in Java中详细介绍了当程序运行的时候，具体的内存分配。
可以分为寄存器、堆栈、堆、常量存储、非RAM存储。
1.   堆栈比较
     栈(stack)与堆(heap)都是Java用来在RAM中存放数据的地方。
     栈的优势是，存取速度比堆要快，仅次于CPU的寄存器，栈数据可以共享。。但缺点是，存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的，缺乏灵活性。栈中主要存放基本类型变量(primitive types), 共有8种，即int, short, long, byte, float, double, boolean, char，和对象的句柄。

     堆是运行时数据区，优势是可以动态地分配内存大小，生存期不必事先告诉编译器，Java的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据。但缺点是，由于要 在运行时动态分配内存，存取速度较慢。 堆中主要存放对象，包括基本类型的包装类，如Integer, String, Double等将相应的基本数据类型包装起来的类，这些类数据全部存在于堆中。

     栈的数据可以共享，可通过下面例子来说明：

 

int a = 3;
int b = 3;

      编译器先处理int a = 3; 首先在栈中创建一个变量为a的引用，然后在栈中查找是否有3这个值，如果没找到，就将3这个值存进来，然后将a指向3.

    再处理int b = 3;在创建b的引用变量后，因为栈中已有3存在，b引用直接指向3。这样，a和b便指向了同一个变量3。

        这时，如果再令a=4；那么编译器会重新搜索栈中是否有4值，如果没有，则将4存放进来，并令a指向4；如果已经有了，则直接将a指向这个地址。因此a值的改变不会影响到b的值。

        要注意这种数据的共享与两个对象的引用同时指向一个对象的这种共享是不同的，因为这种情况a的修改并不会影响到b, 它是由编译器完成的，它有利于节省空间。而一个对象引用变量修改了这个对象的内部状态，会影响到另一个对象引用变量。

2.   String Pool(字符串池)

String是一个特殊的包装类数据。可以用：

String str = new String("abc");
String str = "abc"; 

      两种方式来创建，第一种是在堆里创建String对象，第二种是先在栈中创建一个String类的对象引用变量str，然后查找字符串池（位于常量池）中有没有存放"abc"，如果没有，则将"abc"放入字符串池(string pool)，并令str指向"abc"，如果有则直接指向"abc"。

        当第一次使用某个字符串直接量时，JVM会将它放入字符串池进行缓存，这有点像是享元模式的应用。在一般情况下，字符串池中的字符串对象不会被垃圾回收器回收，当程序再次需要使用该字符串时，无需重新创建一个新的字符串而是直接让引用变量指向字符串池中已有的字符串。

      在一般情况下，字符串池中的字符串对象不会被垃圾回收。当程序再次需要使用该字符串时，无需重新创建一个新的字符串就可以直接让引用变量直接指向字符串中已有的字符串。

      常量池(constant pool)指的是在编译期被确定，并被保存在已编译的.class文件中的一些数据。它包括了关于类、方法、接口等中的常量，也包括字符串常量。

     比较类里面的数值是否相等时，用equals()方法；当测试两个包装类的引用是否指向同一个对象时，用==，下面用例子说明上面的理论。 

String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
System.out.println(str1==str2);              //true 

  可以看出str1和str2是指向同一个对象的。

String str1 =new String ("abc");
String str2 =new String ("abc");
System.out.println(str1==str2);              // false

  用new的方式是生成不同的对象。每一次生成一个。

     使用String str = "abc"的方式，可以在一定程度上提高程序的运行速度，因为JVM会自动根据字符串池的实际情况来决定是否有必要创建新对象。而对于String str = new String("abc")；的代码，则一概在堆中创建新对象，而不管其字符串值是否相等，是否有必要创建新对象，从而加重了程序的负担。

 另一方面, 要注意: 我们在使用诸如String str = "abc"；的格式定义类时，总是想当然地认为，创建了String类的对象str。担心陷阱！对象可能并没有被创建！而可能只是指向一个先前已经创建的对象。只有通过new()方法才能保证每次都创建一个新的对象。

    由于String类的immutable性质，当String变量需要经常变换其值时，应该考虑使用StringBuffer类，以提高程序效率。

 String.intern()：

 再补充介绍一点：存在于.class文件中的常量池，在运行期被JVM装载，并且可以扩充。String的intern()方法就是扩充常量池的一个方法；当一个String实例str调用intern()方法时，Java查找常量池中是否有相同Unicode的字符串常量，如果有，则返回其的引用，如果没有，则在常量池中增加一个Unicode等于str的字符串并返回它的引用；看下列代码 ：

String s0= “kvill”;  
String s1=new String(”kvill”);  
String s2=new String(“kvill”);  
System.out.println( s0==s1 );  
System.out.println( “**********” );  
s1.intern();  
s2=s2.intern(); //把常量池中“kvill”的引用赋给s2  
System.out.println( s0==s1);  
System.out.println( s0==s1.intern() );  
System.out.println( s0==s2 );  

 结果为：

false  
**********  
false //虽然执行了s1.intern(),但它的返回值没有赋给s1  
true //说明s1.intern()返回的是常量池中”kvill”的引用  
true  

       关于equals()和==:

这个对于String简单来说就是比较两字符串的Unicode序列是否相当，如果相等返回true;而==是比较两字符串的地址是否相同，也就是是否是同一个字符串的引用。

       关于String是不可变的

这一说又要说很多，大家只要知道String的实例一旦生成就不会再改变了，比如说：String str=”kv”+”ill”+” “+”ans”;
就是有4个字符串常量，首先”kv”和”ill”生成了”kvill”存在内存中，然后”kvill”又和” “ 生成 ”kvill “存在内存中，最后又和生成了”kvill ans”;并把这个字符串的地址赋给了str,就是因为String的“不可变”产生了很多临时变量，这也就是为什么建议用StringBuffer的原因了，因为StringBuffer是可改变的。

      因为字符串池中的字符串对象不会被垃圾回收，所以当某个字符串池中的字符串对象失去引用时，它将变成垃圾，而字符串池又不回收。于是便产生了java内存泄露。示例如下：

public class StringDemo {
    public static void main(String args[]){
        String str1 = "abc";
        String str3 = "def";
        str3 = str1 ;
        System.out.println(str3);
        System.out.println(str1);
    }
}

输出:

abc

"def"失去引用，将成为垃圾，进而造成内存泄露。