Java底层原理（一）：栈（starck）和堆（heap）

　　平时上课老师都会分析代码底层原来，在栈与堆已经代码区等等如何实现，原理是如何的，但是稍微一直稍微有些模糊，今天翻到了一篇还可以的文章，分享顺便给自己回顾一下；

　　栈与堆都是用来存放数据，java自动管理两个区，程序员不能直接管理和设置栈区和堆区；

　　1.栈与堆的区别，栈的优势在于存取速度比较快，在栈区存放的数据需要有确定的生命周期以及数据大小，缺乏灵活性，数据可以共享；堆区存放数据可以动态的分配大小，生命周期可以不必告诉编译器，GC（垃圾回收）会自动处理掉无用的数据，数据灵活性高，但是速度慢。

　　2.在java中有两种数据类型，八大整形原始型（byte,short,int,long,float,double,boolean,char）,这类类型声明时为自动变量，如int a = 4；long b = 100l；自动变量存放的是字面值，不是类的实例，不是类的引用，没有类的存在；如这里a指向的是int引用，指向3这个值（字面值存放在某个代码块中，随着代码块结束，他们的生命周期也跟着结束）；

　　另外，栈有一个很重要的特殊性，就是存在栈中的数据可以共享。假设我们同时定义：
　　　　复制内容到剪贴板代码:
　　　　int a = 3;?
　　　　int b = 3；?
　　　　编译器先处理int a = 3；首先它会在栈中创建一个变量为a的引用，然后查找有没有字面值为3的地址，没找到，就开辟一个存放3这个字面值的地址，然后将a指向3的地址。接着处理int b = 3；在创建完b的引用变量后，由于在栈中已经有3这个字面值，便将b直接指向3的地址。这样，就出现了a与b同时均指向3的情况。?

?

　　另一类为包装类数据（Integer,byte,String,Double），这些了全部存放于堆中，由GC处理；String是一个特殊的包装类数据。即可以用String str = new String("abc");的形式来创建，也可以用String str = "abc"；的形式来创建(作为对比，在JDK 5.0之前，你从未见过Integer i = 3;的表达式，因为类与字面值是不能通用的，除了String。而在JDK 5.0中，这种表达式是可以的！因为编译器在后台进行Integer i = new Integer(3)的转换)。前者是规范的类的创建过程，即在Java中，一切都是对象，而对象是类的实例，全部通过new()的形式来创建。Java中的有些类，如DateFormat类，可以通过该类的getInstance()方法来返回一个新创建的类，似乎违反了此原则。其实不然。该类运用了单例模式来返回类的实例，只不过这个实例是在该类内部通过new()来创建的，而getInstance()向外部隐藏了此细节。那为什么在String str = "abc"；中，并没有通过new()来创建实例，是不是违反了上述原则？其实没有。?

　　?关于String str = "abc"的内部工作。Java内部将此语句转化为以下几个步骤：?

　　(1)先定义一个名为str的对String类的对象引用变量：String str；?

　　(2)在栈中查找有没有存放值为"abc"的地址，如果没有，则开辟一个存放字面值为"abc"的地址，接着创建一个新的String类的对象o，并将o的字符串值指向这个地址，而且在栈中这个地址旁边记下这个引用的对象o。如果已经有了值为"abc"的地址，则查找对象o，并返回o的地址。?

　　(3)将str指向对象o的地址。?

　　值得注意的是，一般String类中字符串值都是直接存值的。但像String str = "abc"；这种场合下，其字符串值却是保存了一个指向存在栈中数据的引用！?

　　为了更好地说明这个问题，我们可以通过以下的几个代码进行验证。
　　复制内容到剪贴板代码:
　　String str1 = "abc";?
　　String str2 = "abc";?
　　System.out.println(str1==str2); //true?
　　注意，我们这里并不用str1.equals(str2)；的方式，因为这将比较两个字符串的值是否相等。==号，根据JDK的说明，只有在两个引用都指向了同一个对象时才返回真值。而我们在这里要看的是，str1　　与　　str2是否都指向了同一个对象。?
　　结果说明，JVM创建了两个引用str1和str2，但只创建了一个对象，而且两个引用都指向了这个对象。?

　　我们再来更进一步，将以上代码改成：
　　复制内容到剪贴板代码:
　　String str1 = "abc";?
　　String str2 = "abc";?
　　str1 = "bcd";?
　　System.out.println(str1 + "," + str2); //bcd,abc?
　　System.out.println(str1==str2); //false?
　　这就是说，赋值的变化导致了类对象引用的变化，str1指向了另外一个新对象！而str2仍旧指向原来的对象。上例中，当我们将str1的值改为"bcd"时，JVM发现在栈中没有存放该值的地址，便开辟了这个　　地址，并创建了一个新的对象，其字符串的值指向这个地址。?

　　从结果言可以看出，String类被设计为不可改变类，当改变其值时，java会自动创建相应的对象，然后将值返回给引用的变量这个创建过程虽说是完全自动进行的，但它毕竟占用了更多的时间。在对时间要求比较敏感的环境中，会带有一定的不良影响。

?

　　　由此我们可以理解“==”与equals的区别，equals为比较两者指向的值是否相等，==则为两者引用指向的地址是否相等（即是否指向同一个地方）;