java堆、棧、堆棧的區別

1.棧(stack)與堆(heap)都是Java用來在Ram中存放數據的地方。與C++不一樣，Java自動管理棧和堆，程序員不能直接地設置棧或堆。

　　2. 棧的優點是，存取速度比堆要快，僅次於直接位於CPU中的寄存器。但缺點是，存在棧中的數據大小與生存期必須是肯定的，缺少靈活性。另外，棧數據能夠共 享，詳見第3點。堆的優點是能夠動態地分配內存大小，生存期也沒必要事先告訴編譯器，Java的垃圾收集器會自動收走這些再也不使用的數據。但缺點是，因爲要 在運行時動態分配內存，存取速度較慢。

　　3. Java中的數據類型有兩種。

　　一種是基本類型(primitive types), 共有8種，即int, short, long, byte, float, double, boolean, char(注意，並無string的基本類型)。這種類型的定義是經過諸如int a = 3; long b = 255L;的形式來定義的，稱爲自動變量。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，這裏並無類的存在。如int a = 3; 這裏的a是一個指向int類型的引用，指向3這個字面值。這些字面值的數據，因爲大小可知，生存期可知(這些字面值固定定義在某個程序塊裏面，程序塊退出 後，字段值就消失了)，出於追求速度的緣由，就存在於棧中。

　　另外，棧有一個很重要的特殊性，就是存在棧中的數據能夠共享。假設咱們同時定義：

int a = 3;
int b = 3;

　　編譯器先處理int a = 3；首先它會在棧中建立一個變量爲a的引用，而後查找有沒有字面值爲3的地址，沒找到，就開闢一個存放3這個字面值的地址，而後將a指向3的地址。接着處 理int b = 3；在建立完b的引用變量後，因爲在棧中已經有3這個字面值，便將b直接指向3的地址。這樣，就出現了a與b同時均指向3的狀況。

　　特別注意的是，這種字面值的引用與類對象的引用不一樣。假定兩個類對象的引用同時指向一個對象，若是一個對象引用變量修改了這個對象的內部狀態，那麼另 一個對象引用變量也即刻反映出這個變化。相反，經過字面值的引用來修改其值，不會致使另外一個指向此字面值的引用的值也跟着改變的狀況。如上例，咱們定義完 a與b的值後，再令a=4；那麼，b不會等於4，仍是等於3。在編譯器內部，遇到a=4；時，它就會從新搜索棧中是否有4的字面值，若是沒有，從新開闢地 址存放4的值；若是已經有了，則直接將a指向這個地址。所以a值的改變不會影響到b的值。

　　另外一種是包裝類數據，如Integer, String, Double等將相應的基本數據類型包裝起來的類。這些類數據所有存在於堆中，Java用new()語句來顯示地告訴編譯器，在運行時才根據須要動態創 建，所以比較靈活，但缺點是要佔用更多的時間。 4. String是一個特殊的包裝類數據。便可以用String str = new String("abc");的形式來建立，也能夠用String str = "abc"；的形式來建立(做爲對比，在JDK 5.0以前，你從未見過Integer i = 3;的表達式，由於類與字面值是不能通用的，除了String。而在JDK 5.0中，這種表達式是能夠的！由於編譯器在後臺進行Integer i = new Integer(3)的轉換)。前者是規範的類的建立過程，即在Java中，一切都是對象，而對象是類的實例，所有經過new()的形式來建立。Java 中的有些類，如DateFormat類，能夠經過該類的getInstance()方法來返回一個新建立的類，彷佛違反了此原則。其實否則。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部經過new()來建立的，而getInstance()向外部隱藏了此細節。那爲何在String str = "abc"；中，並無經過new()來建立實例，是否是違反了上述原則？其實沒有。

　　5. 關於String str = "abc"的內部工做。Java內部將此語句轉化爲如下幾個步驟：

　　(1)先定義一個名爲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爲"abc"的地址，若是沒有，則開闢一個存放字面值爲"abc"的地址，接着建立一個新的String類的對象o，並 將o的字符串值指向這個地址，並且在棧中這個地址旁邊記下這個引用的對象o。若是已經有了值爲"abc"的地址，則查找對象o，並返回o的地址。

　　(3)將str指向對象o的地址。

　　值得注意的是，通常String類中字符串值都是直接存值的。但像String str = "abc"；這種場合下，其字符串值倒是保存了一個指向存在棧中數據的引用！

　　爲了更好地說明這個問題，咱們能夠經過如下的幾個代碼進行驗證。

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

　　注意，咱們這裏並不用str1.equals(str2)；的方式，由於這將比較兩個字符串的值是否相等。==號，根據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。而咱們在這裏要看的是，str1與str2是否都指向了同一個對象。
結果說明，JVM建立了兩個引用str1和str2，但只建立了一個對象，並且兩個引用都指向了這個對象。

　　咱們再來更進一步，將以上代碼改爲：

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，賦值的變化致使了類對象引用的變化，str1指向了另一個新對象！而str2仍舊指向原來的對象。上例中，當咱們將str1的值改成"bcd"時，JVM發如今棧中沒有存放該值的地址，便開闢了這個地址，並建立了一個新的對象，其字符串的值指向這個地址。

　　事實上，String類被設計成爲不可改變(immutable)的類。若是你要改變其值，能夠，但JVM在運行時根據新值悄悄建立了一個新對象，然 後將這個對象的地址返回給原來類的引用。這個建立過程雖然說是徹底自動進行的，但它畢竟佔用了更多的時間。在對時間要求比較敏感的環境中，會帶有必定的不良 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並無建立新對象)。當str1改完其值後，再建立一個String的引用 str4，並指向因str1修改值而建立的新的對象。能夠發現，這回str4也沒有建立新的對象，從而再次實現棧中數據的共享。

　　咱們再接着看如下的代碼。

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

　　建立了兩個引用。建立了兩個對象。兩個引用分別指向不一樣的兩個對象。

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

　　建立了兩個引用。建立了兩個對象。兩個引用分別指向不一樣的兩個對象。

　　以上兩段代碼說明，只要是用new()來新建對象的，都會在堆中建立，並且其字符串是單獨存值的，即便與棧中的數據相同，也不會與棧中的數據共享。

　　6. 數據類型包裝類的值不可修改。不只僅是String類的值不可修改，全部的數據類型包裝類都不能更改其內部的值。

    7. 結論與建議：

　　(1)咱們在使用諸如String str = "abc"；的格式定義類時，老是想固然地認爲，咱們建立了String類的對象str。擔憂陷阱！對象可能並無被建立！惟一能夠確定的是，指向 String類的引用被建立了。至於這個引用究竟是否指向了一個新的對象，必須根據上下文來考慮，除非你經過new()方法來顯要地建立一個新的對象。因 此，更爲準確的說法是，咱們建立了一個指向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爲"abc"的String類。清醒地認 識到這一點對排除程序中難以發現的bug是頗有幫助的。

　　(2)使用String str = "abc"；的方式，能夠在必定程度上提升程序的運行速度，由於JVM會自動根據棧中數據的實際狀況來決定是否有必要建立新對象。而對於String str = new String("abc")；的代碼，則一律在堆中建立新對象，而無論其字符串值是否相等，是否有必要建立新對象，從而加劇了程序的負擔。這個思想應該是 享元模式的思想，但JDK的內部在這裏實現是否應用了這個模式，不得而知。

　　(3)當比較包裝類裏面的數值是否相等時，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)因爲String類的immutable性質，當String變量須要常常變換其值時，應該考慮使用StringBuffer類，以提升程序效率。

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棧(stack):是一個先進後出的數據結構,一般用於保存方法(函數)中的參數,局部變量.
在java中,全部基本類型和引用類型都在棧中存儲.棧中數據的生存空間通常在當前scopes內(就是由{...}括起來的區域).

堆(heap):是一個可動態申請的內存空間(其記錄空閒內存空間的鏈表由操做系統維護),C中的malloc語句所產生的內存空間就在堆中.
在java中,全部使用new xxx()構造出來的對象都在堆中存儲,當垃圾回收器檢測到某對象未被引用,則自動銷燬該對象.因此,理論上說java中對象的生存空間是沒有限制的,只要有引用類型指向它,則它就能夠在任意地方被使用.

在JAVA中，有六個不一樣的地方能夠存儲數據：
1. 寄存器（register）。這是最快的存儲區，由於它位於不一樣於其餘存儲區的地方——處理器內部。可是寄存器的數量極其有限，因此寄存器由編譯器根據需求進行分配。你不能直接控制，也不能在程序中感受到寄存器存在的任何跡象。
2. 堆棧（stack）。位於通用RAM中，但經過它的「堆棧指針」能夠從處理器哪裏得到支持。堆棧指針若向下移動，則分配新的內存；若向上移動，則釋放那些 內存。這是一種快速有效的分配存儲方法，僅次於寄存器。建立程序時候，JAVA編譯器必須知道存儲在堆棧內全部數據的確切大小和生命週期，由於它必須生成 相應的代碼，以便上下移動堆棧指針。這一約束限制了程序的靈活性，因此雖然某些JAVA數據存儲在堆棧中——特別是對象引用，可是JAVA對象不存儲其 中。
3. 堆（heap）。一種通用性的內存池（也存在於RAM中），用於存放因此的JAVA對象。堆不一樣於堆棧的好處是：編譯器不須要知道要從堆裏分配多少存儲區 域，也沒必要知道存儲的數據在堆裏存活多長時間。所以，在堆裏分配存儲有很大的靈活性。當你須要建立一個對象的時候，只須要new寫一行簡單的代碼，當執行 這行代碼時，會自動在堆裏進行存儲分配。固然，爲這種靈活性必需要付出相應的代碼。用堆進行存儲分配比用堆棧進行存儲存儲須要更多的時間。
4. 靜態存儲（static storage）。這裏的「靜態」是指「在固定的位置」。靜態存儲裏存放程序運行時一直存在的數據。你可用關鍵字static來標識一個對象的特定元素是靜態的，但JAVA對象自己歷來不會存放在靜態存儲空間裏。
5. 常量存儲（constant storage）。常量值一般直接存放在程序代碼內部，這樣作是安全的，由於它們永遠不會被改變。有時，在嵌入式系統中，常量自己會和其餘部分分割離開，因此在這種狀況下，能夠選擇將其放在ROM中
6. 非RAM存儲。若是數據徹底存活於程序以外，那麼它能夠不受程序的任何控制，在程序沒有運行時也能夠存在。
就速度來講，有以下關係：
寄存器 < 堆棧 < 堆 < 其餘

『上面這段話摘取之《Thinking in Java》』

在這裏，主要要說下堆與堆棧的關係：

堆：堆是heap，是所謂的動態內存，其中的內存在不須要時能夠回收，以分配給新的內存請求，其內存中的數據是無序的，即先分配的和隨後分配的內存並無什麼必然的位置關係，釋放時也能夠沒有前後順序。通常由使用者自由分配，malloc分配的就是堆，須要手動釋放。

堆棧:就是STACK。其實是隻有一個出入口的隊列，即後進先出（First In Last Out），先分配的內存一定後釋放。通常由，由系統自動分配，存放存放函數的參數值，局部變量等，自動清除。

還有，堆是全局的，堆棧是每一個函數進入的時候分一小塊，函數返回的時候就釋放了，靜態和全局變量，new 獲得的變量，都放在堆中，局部變量放在堆棧中，因此函數返回，局部變量就全沒了。

其實在實際應用中，堆棧多用來存儲方法的調用。而對則用於對象的存儲。

JAVA中的基本類型，其實須要特殊對待。由於，在JAVA中，經過new建立的對象存儲在「堆」中，因此用new 建立一個小的、簡單的變量，如基本類型等，每每不是頗有效。所以，在JAVA中，對於這些類型，採用了與C、C++相同的方法。也就是說，不用new 來建立，而是建立一個並不是是「引用」的「自動」變量。這個變量擁有它的「值」，並置於堆棧中，所以更高效。
由於基礎差，因此面對的問題都很低級

問題的引入：

問題一：

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

問題二：

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

問題三：

String s1 = "ja";
String s2 = "va";
String s3 = "java";
String s4 = s1 + s2;
System.out.println(s3 == s4);//false
System.out.println(s3.equals(s4));//true

因爲以上問題讓我含糊不清，因而特意蒐集了一些有關java內存分配的資料,如下是網摘：

Java 中的堆和棧
Java把內存劃分紅兩種：一種是棧內存，一種是堆內存。

在函數中定義的一些基本類型的變量和對象的引用變量都在函數的棧內存中分配。

   當在一段代碼塊定義一個變量時，Java就在棧中爲這個變量分配內存空間，當超過變量的做用域後，Java會自動釋放掉爲該變量所分配的內存空間，該內存空間能夠當即被另做他用。

   堆內存用來存放由new建立的對象和數組。

   在堆中分配的內存，由Java虛擬機的自動垃圾回收器來管理。

   在堆中產生了一個數組或對象後，還能夠在棧中定義一個特殊的變量，讓棧中這個變量的取值等於數組或對象在堆內存中的首地址，棧中的這個變量就成了數組或對象的引用變量。

   引用變量就至關因而爲數組或對象起的一個名稱，之後就能夠在程序中使用棧中的引用變量來訪問堆中的數組或對象。

具體的說：
棧與堆都是Java用來在Ram中存放數據的地方。與C++不一樣，Java自動管理棧和堆，程序員不能直接地設置棧或堆。
      Java的堆是一個運行時數據區,類的(對象從中分配空間。這些對象經過new、newarray、anewarray和multianewarray等 指令創建，它們不須要程序代碼來顯式的釋放。堆是由垃圾回收來負責的，堆的優點是能夠動態地分配內存大小，生存期也沒必要事先告訴編譯器，由於它是在運行時 動態分配內存的，Java的垃圾收集器會自動收走這些再也不使用的數據。但缺點是，因爲要在運行時動態分配內存，存取速度較慢。
      棧的優點是，存取速度比堆要快，僅次於寄存器，棧數據能夠共享。但缺點是，存在棧中的數據大小與生存期必須是肯定的，缺少靈活性。棧中主要存放一些基本類 型的變量（,int, short, long, byte, float, double, boolean, char）和對象句柄。
      棧有一個很重要的特殊性，就是存在棧中的數據能夠共享。假設咱們同時定義：
int a = 3;
int b = 3；
編譯器先處理int a = 3；首先它會在棧中建立一個變量爲a的引用，而後查找棧中是否有3這個值，若是沒找到，就將3存放進來，而後將a指向3。接着處理int b = 3；在建立完b的引用變量後，由於在棧中已經有3這個值，便將b直接指向3。這樣，就出現了a與b同時均指向3的狀況。這時，若是再令a=4；那麼編譯器 會從新搜索棧中是否有4值，若是沒有，則將4存放進來，並令a指向4；若是已經有了，則直接將a指向這個地址。所以a值的改變不會影響到b的值。要注意這 種數據的共享與兩個對象的引用同時指向一個對象的這種共享是不一樣的，由於這種狀況a的修改並不會影響到b, 它是由編譯器完成的，它有利於節省空間。而一個對象引用變量修改了這個對象的內部狀態，會影響到另外一個對象引用變量。

String是一個特殊的包裝類數據。能夠用：
String str = new String("abc");
String str = "abc";
兩種的形式來建立，第一種是用new()來新建對象的，它會在存放於堆中。每調用一次就會建立一個新的對象。
而第二種是先在棧中建立一個對String類的對象引用變量str，而後查找棧中有沒有存放"abc"，若是沒有，則將"abc"存放進棧，並令str指向」abc」，若是已經有」abc」 則直接令str指向「abc」。

          比較類裏面的數值是否相等時，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==，下面用例子說明上面的理論。
String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
System.out.println(str1==str2); //true
能夠看出str1和str2是指向同一個對象的。

String str1 =new String ("abc");
String str2 =new String ("abc");
System.out.println(str1==str2); // false
用new的方式是生成不一樣的對象。每一次生成一個。
   所以用第二種方式建立多個」abc」字符串,在內存中其實只存在一個對象而已. 這種寫法有利與節省內存空間. 同時它能夠在必定程度上提升程序的運行速度，由於JVM會自動根據棧中數據的實際狀況來決定是否有必要建立新對象。而對於String str = new String("abc")；的代碼，則一律在堆中建立新對象，而無論其字符串值是否相等，是否有必要建立新對象，從而加劇了程序的負擔。
   另外一方面, 要注意: 咱們在使用諸如String str = "abc"；的格式定義類時，老是想固然地認爲，建立了String類的對象str。擔憂陷阱！對象可能並無被建立！而可能只是指向一個先前已經建立的 對象。只有經過new()方法才能保證每次都建立一個新的對象。因爲String類的immutable性質，當String變量須要常常變換其值時，應 該考慮使用StringBuffer類，以提升程序效率。