JAVA堆疊的區別

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1 . 堆疊(stack)與堆疊(heap)都是Java用來在Ram中存放資料的地方。與C++不同，Java自動管理堆疊和堆，程式設計師不能直接設定棧或堆。

2 . 堆疊的優點是，存取速度比堆疊要快，僅次於直接位於CPU中的暫存器。但缺點是，存在堆疊中的資料大小與存活期必須是確定的，缺乏彈性。另外，棧資料可以共享，詳見第3 點。堆的優點是可以動態地分配記憶體大小，生存期不必事先告訴編譯器，Java的垃圾收集器會自動收走這些不再使用的資料。但缺點是，由於要在運行時動態分配內存，所以訪問速度較慢。

3 . Java中的資料型別有兩種。

一種是基本型別(primitive types), 共有8 種，分別是int , short , long , byte , float , double , boolean , char (注意，並沒有string的基本型別)。這種類型的定義是透過諸如int a = 3 ; long b = 255L;的形式來定義的，稱為自動變數。值得注意的是，自動變數存的是字面值，不是類別的實例，也就是不是類別的引用，這裡並沒有類別的存在。如int a = 3 ; 這裡的a是指向int 類型的引用，指向3 這個字面值。這些字面值的數據，由於大小可知，生存期可知(這些字面值固定定義在某個程序塊裡面，程序塊退出後，字段值就消失了)，出於追求速度的原因，就存在於棧中。

另外，棧有一個很重要的特殊性，就是存在棧中的資料可以共享。假設我們同時定義：

int a = 3 ;
int b = 3 ；

編譯器先處理int a = 3 ；首先它會在棧中創建一個變數為a的引用，然後查找有沒有字面值為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 的位址。接著處理int b = 3 ；在建立完b的參考變數後，由於在堆疊中已經有3 這個字面值，因此將b直接指向3 的位址。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別物件的引用不同。假定兩個類別對象的引用同時指向一個對象，如果一個對象引用變數修改了這個對象的內部狀態，那麼另一個對象引用變數也即刻反映出這個變化。相反，透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著改變的情況。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，它就會重新搜尋堆疊中是否有4 的字面值，如果沒有，重新開闢位址存放4 的值；如果已經有了，則直接將a指向這個位址。因此a值的改變不會影響到b的值。

另一種是包裝類別數據，如Integer, String, Double等將相應的基本資料類型包裝起來的類別。這些類別資料全部存在於堆中，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別資料。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(作為對比，在JDK 5.0 之前，你從未見過Integer i = 3 ;的表達式，因為類別與字面值是不能通用的，除了String。 。前者是規範的類別的創建過程，即在Java中，一切都是對象，而對像是類別的實例，全部透過new ()的形式來創建。 Java中的有些類，如DateFormat類，可以透過該類的getInstance()方法來傳回一個新建立的類，似乎違反了此原則。其實不然。該類別運用了單例模式來傳回類別的實例，只不過這個實例是在該類別內部透過new ()來創建的，而getInstance()則向外部隱藏了此細節。那為什麼在String str = "abc" ；中，並沒有透過new ()來建立實例，是否違反了上述原則？其實沒有。

5 . 關於String str = "abc" 的內部工作。 Java內部將此語句轉換為以下步驟：

(1 )先定義一個名為str的對String類別的物件引用變數：String str；

(2 )在棧中查找有沒有存放值為"abc" 的地址，如果沒有，則開闢一個存放字面值為"abc" 的地址，接著創建一個新的String類的對象o，並將o的字符字串值指向這個位址，而且在堆疊中這個位址旁邊記下這個引用的物件o。如果已經有了值為"abc" 的位址，則尋找物件o，並傳回o的位址。

(3 )將str指向物件o的位址。

值得注意的是，一般String類別中字串值都是直接存值的。但像String str = "abc" ；在這個場合下，其字串值卻是儲存了一個指向存在堆疊中資料的參考！

為了更好地說明這個問題，我們可以透過以下的幾個程式碼進行驗證。

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

注意，我們在這裡並不用str1.equals(str2)；的方式，因為這將比較兩個字串的值是否相等。 ==號，根據JDK的說明，只有在兩個引用都指向了同一個物件時才傳回真值。而我們在這裡要看的是，str1與str2是否都指向了同一個物件。
結果說明，JVM建立了兩個引用str1和str2，但只建立了一個對象，而且兩個引用都指向了這個對象。

我們再來更進一步，將以上程式碼改成：

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別物件引用的變化，str1指向了另一個新物件！而str2仍舊指向原來的物件。上例中，當我們將str1的值改為"bcd" 時，JVM發現在堆疊中沒有存放該值的位址，便開闢了這個位址，並創建了一個新的對象，其字串的值指向這個地址。

事實上，String類別被設計成為不可改變(immutable)的類別。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別的引用。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。在對時間要求較為敏感的環境中，會帶有一定的不良影響。

再修改原來程式碼：

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這個物件的引用直接指向str1所指向的物件(注意，str3並沒有建立新物件)。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物件。可以發現，這回str4也沒有創建新的對象，從而再次實現棧中資料的共享。

我們再接著看以下的程式碼。

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

創建了兩個引用。創建了兩個物件。兩個引用分別指向不同的兩個物件。

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

創建了兩個引用。創建了兩個物件。兩個引用分別指向不同的兩個物件。

以上兩段程式碼說明，只要是用new ()來新建物件的，都會在堆中創建，而且其字串是單獨存值的，即使與棧中的資料相同，也不會與棧中的資料共享。

6 . 資料類型包裝類別的值不可修改。不只是String類別的值不可修改，所有的資料類型包裝類別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" ；的格式定義類別時，總是想當然地認為，我們建立了String類別的物件str。擔心陷阱！物件可能並沒有被創建！唯一可以肯定的是，指向String類別的引用都被創建了。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，除非你透過new ()方法來顯要地建立一個新的物件。因此，更準確的說法是，我們創建了一個指向String類別的物件的引用變數str，而這個物件引用變數指向了某個值為"abc" 的String類別。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式的運作速度，因為JVM會自動根據堆疊中資料的實際情況來決定是否有必要建立新物件。而對於String str = new String( "abc" )；的程式碼，則一概在堆中建立新對象，而不管其字串值是否相等，是否有必要建立新對象，從而加重了程式的負擔。這個思想應該是享元模式的思想，但JDK的內部在這裡實現是否應用了這個模式，不得而知。

(3 )當比較包裝類別裡面的數值是否相等時，用equals()方法；當測試兩個包裝類別的參考是否指向同一個物件時，用==。

(4 )由於String類別的immutable性質，當String變數需要經常變換其值時，應該考慮使用StringBuffer類，以提高程式效