Java中堆和棧的理解

棧:

1.存儲的速度比較快

2.棧裏面存放數據的大小和生存期必須是確定的,沒有靈活性

3.棧裏面數據可以共享

堆:

1.可以動態的分配內存大小,生存期也不必事先告訴編譯器,GC會回收不再使用的數據

2.動態分配大小導致存儲速度比較慢

編譯器先處理int a = 3;首先它會在棧中創建一個變量爲a的引用,然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,然後將a指向3的地址。接着處理int b = 3;在創建完b的引用變量後,由於在棧中已經有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,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着改變的情況。如上例,我們定義完a與b的值後,再令a=4;那麼,b不會等於4,還是等於3。在編譯器內部,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,重新開闢地址存放4的值;如果已經有了,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。這些類數據全部存在於堆中,Java用new()語句來顯示地告訴編譯器,在運行時才根據需要動態創建,因此比較靈活,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。即可以用String str = new String("abc");的形式來創建,也可以用String str = "abc";的形式來創建(作爲對比,在JDK 5.0之前,你從未見過Integer i = 3;的表達式,因爲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!因爲編譯器在後臺進行Integer i = new Integer(3)的轉換)。前者是規範的類的創建過程,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部通過new()來創建的,而getInstance()向外部隱藏了此細節。那爲什麼在String str = "abc";中,並沒有通過new()來創建實例,是不是違反了上述原則?其實沒有。

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

  (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,如果沒有,則開闢一個存放字面值爲"abc"的地址,接着創建一個新的String類的對象o,並將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,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據的引用!

  爲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,我們這裏並不用str1.equals(str2);的方式,因爲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。而我們在這裏要看的是,str1與str2是否都指向了同一個對象。
結果說明,JVM創建了兩個引用str1和str2,但只創建了一個對象,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的值改爲"bcd"時,JVM發現在棧中沒有存放該值的地址,便開闢了這個地址,並創建了一個新的對象,其字符串的值指向這個地址。

  事實上,String類被設計成爲不可改變(immutable)的類。如果你要改變其值,可以,但JVM在運行時根據新值悄悄創建了一個新對象,然後將這個對象的地址返回給原來類的引用。這個創建過程雖說是完全自動進行的,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並沒有創建新對象)。當str1改完其值後,再創建一個String的引用str4,並指向因str1修改值而創建的新的對象。可以發現,這回str4也沒有創建新的對象,從而再次實現棧中數據的共享。

  我們再接着看以下的代碼。

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

  創建了兩個引用。創建了兩個對象。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

  創建了兩個引用。創建了兩個對象。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,也不會與棧中的數據共享。

  6. 數據類型包裝類的值不可修改。不僅僅是String類的值不可修改,所有的數據類型包裝類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";的格式定義類時,總是想當然地認爲,我們創建了String類的對象str。擔心陷阱!對象可能並沒有被創建!唯一可以肯定的是,指向String類的引用被創建了。至於這個引用到底是否指向了一個新的對象,必須根據上下文來考慮,除非你通過new()方法來顯要地創建一個新的對象。因此,更爲準確的說法是,我們創建了一個指向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,因爲JVM會自動根據棧中數據的實際情況來決定是否有必要創建新對象。而對於String str = new String("abc");的代碼,則一概在堆中創建新對象,而不管其字符串值是否相等,是否有必要創建新對象,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)由於String類的immutable性質,當String變量需要經常變換其值時,應該考慮使用StringBuffer類,以提高程序效率。
 
 
 
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String在棧中,StringBuffer在堆中!所以String是不可變的,數據是共享的。StringBuffer都是獨佔的,是可變的(因爲每次都是創建新的對象!)
 
JAVA中都是傳的引用。
我們在使用諸如String str = "abc";的格式定義類時,總是想當然地認爲,我們創建了String類的對象str。擔心陷阱!對象可能並沒有被創建!唯一可以肯定的是,指向String類的引用被創建了。)
 
這裏String str 是一個String類的引用,所以在用諸如swap(String str1,String str2){}之類的方法時傳的都是引用。
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是這樣的,JAVA爲了提高效率,所以對於String類型進行了特別的處理---爲string類型提供了串池 
定義一個string類型的變量有兩種方式: 
string name= "tom "; 
string name =new string( "tom ") 
使用第一種方式的時候,就使用了串池, 
使用第二中方式的時候,就是一種普通的聲明對象的方式 
如果你使用了第一種方式,那麼當你在聲明一個內容也是 "tom "的string時,它將使用串池裏原來的那個內存,而不會重新分配內存,也就是說,string saname= "tom ",將會指向同一塊內存 

另外關於string類型是不可改變的問題: 
string類型是不可改變的,也就是說,當你想改變一個string對象的時候,比如name= "madding " 
那麼虛擬機不會改變原來的對象,而是生成一個新的string對象,然後讓name去指向它,如果原來的那個 "tom "沒有任何對象去引用它,虛擬機的垃圾回收機制將接收它。 
據說這樣可以提高效率!!!哈哈 
 
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public class Pass { 
String a="123"; 

public static void test(Pass passA) { 
passA.a="abc"; 

public static void main(String[] args) { 
Pass passB=new Pass(); 
passB.a= "123"; 
System.out.println(passB.a); 
test(passB); 
System.out.println(passB.a); 


結果是: 
123 
abc 
從這個結果來看是通過引用傳遞的.String不是簡單類型,那麼是不是也是通過引用來傳遞呢?看下面這個例子: 
public class Pass { 
public static void test(String str) { 
str = "World"; 

public static void main(String[] args) { 
String string = "Hello"; 
System.out.println(string); 
test(string); 
System.out.println(string); 


結果是: 
Hello 
Hello 
第三個例子: 
public class Pass { 
public static void test(StringBuffer str) { 
str.append("World"); 

public static void main(String[] args) { 
StringBuffer string = new StringBuffer("Hello"); 
System.out.println(string); 
test(string); 
System.out.println(string); 


結果: 
Hello 
HelloWorld 
這我就不太明白了,既然String不是簡單類型,那麼它應該和對象是一樣通過引用來傳遞的,可是結果卻相反.而StringBuffer卻是通過引用來傳遞的? 
這到底是爲什麼?哪位幫忙解釋一下.
 
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對於這個問題,如果學過彙編,那麼就很容易從堆棧內存結構上理解。 
[url]http://dev.csdn.net/article/17/17286.shtm[/url] 

所有的參數傳遞都是 傳值,從來沒有 傳引用 這個事實。(
從程序運行的角度來看,參數傳遞,只有傳值,從不傳遞其它的東西。只不過,值的內容有可能是數據,也有可能是一個內存地址
程序運行的時候,使用的空間可以分爲兩個部分,棧和堆。棧是指運行棧,局部變量,參數,都分配在棧上。程序運行的時候,新生成的對象,都分配在堆裏,堆裏分配的對象,棧裏的數據參數,或局部變量。
)
 

所有的參數傳遞都會在 程序運行棧上 新分配一個 值 的複製品. 

樓主的第一段代碼。 
[code:1] 
public static void test(Pass passA) { 
passA.a="abc"; 

[/code:1] 

這個傳的 PassA 的 地址值。這個 地址值 被複制了一份。 
不信,你寫: 
[code:1] 
public static void test(Pass passA) { 
passA = null; 

[/code:1] 

看看, 對passA有什麼影響? 
毫無作用。函數調用出來後,passA還是原來的值,不會變成Null. 

但是,你的代碼對 passA進行了操作 passA.a ,改變了passA的成員變量。 
這個成員變量是一個真實指向String 的 地址,當然能夠被改變。 
這就是操作 (.) 和 賦值 (=) 的區別。 
這是對 成員變量 a 的 賦值。真正改變了成員變量 a 的值。 

注意,這裏傳遞的參數是 passA, 而不是 a. 
所以,passA 被複制了一份。passA 的這個副本的 a 變量還 指向 原來的 passA 的 a 變量。 

樓主後面的代碼, 
[code:1] 
public static void test(String str) { 
str = "World"; 

[/code:1] 

只有對參數的 賦值,沒有對參數的操作,當然不會產生影響。
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java中傳遞的都是引用,test(String str)這個str其實是傳遞的引用的副本。


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