文章來源：
http://uule.iteye.com/blog/1417299
http://www.docin.com/p-197301718.html
http://www.360doc.com/content/10/1214/10/4372345_77945858.shtml
http://www.iteye.com/problems/45377
http://zhidao.baidu.com/question/351862041.html
http://techbbs.zol.com.cn/1/8_2038.html
Java 內存分配:
- 1. 寄存器
我們在程序中無法控制
- 2. 棧
存放基本類型的變量數據，局部變量，和對象的引用，但對象本身不存放在棧中，而是存放在堆（new 出來的對象）或者常量池中（字符串常量對象存放在常量池中。）
- 3. 堆
存放用new產生的對象，數組。
為了給垃圾回收器使用，堆主要分成三個區域，分別叫作New Generation，Old Generation或叫Tenured Generation，以及Perm space。New Generation是用來存放新建的對象的空間，在對象新建的時候被使用。如果長時間還使用的話，它們會被垃圾回收器移動到Old Generation(或叫Tenured Generation)。Perm space是JVM存放Meta數據的地方，例如類，方法，字符串池和類級別的詳細信息。
在JVM中，如果98%的時間是用於GC（垃圾收集）且可用的heap size 不足2% 時 會報 內存溢出異常 Java Heap space
默認空余堆內存小於40%時，JVM就會增大堆直到最大限制。空余堆大於70%時，JVM會減小堆到最小限制。因此服務器上，一般將二者設為相等的值，以避免在每次GC后調整堆的大小。
調整heap space方法
-Xms 初始堆大小 -Xmx 最大堆大小。在大多數32位機、Sun的JVM上，Java的堆空間默認的大小為128MB。
堆大小受三方面影響：
l 相關操作系統的數據模型 是32位還是64位 32位Windows：堆大小 一般限制在1.5G到2G/ 32位Linux：堆大小 一般限制在2G到3G 64位操作系統無限制。
l 系統可用虛擬內存限制
l 系統可用物理內存限制 初始 -Xms物理內存的1/64 最大-Xmx 物理內存的1/4
- 4. 靜態域
存放在對象中用static定義的靜態成員
- 5. 常量池
存放字符串常量和基本類型常量（public static final）。
我們主要關心棧，堆和常量池
棧：
l 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。
l 當在一段代碼塊定義一個變量時，Java就在棧中為這個變量分配內存空間，當超過變量的作用域后，Java會自動釋放掉為該變量所分配的內存空間，該內存空間可以立即被另作他用。存取速度快，僅次於寄存器。
l 棧中的數據大小和生命周期是可以確定的，當沒有引用指向數據時，這個數據就會消失
l 數據可以共享
l 引用變量是普通的變量，定義時在棧中分配，引用變量在程序運行到其作用域之外后被釋放。而數組和對象本身在堆中分配，即使程序運行到使用 new 產生數組或者對象的語句所在的代碼塊之外，數組和對象本身占據的內存不會被釋放，數組和對象在沒有引用變量指向它的時候，才變為垃圾，不能在被使用，但仍然占據內存空間不放，在隨后的一個不確定的時間被垃圾回收器收走（釋放掉）。這也是 Java 比較占內存的原因。
堆
l 需要運行時動態分配內存，因此存取速度慢
l 堆中的對象的由垃圾回收器負責回收，因此大小和生命周期不需要確定，具有很大的靈活性。
常量池
l 存放字符串常量和基本類型變量，比如String str1=”abc”; 實際上”abc”是在常量池里邊。
l 在程序執行的時候,常量池 會儲存在Method Area,而不是堆中。
棧中數據的可共享性
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量為a的引用，然后查找棧中是否有3這個值，如果沒找到，就將3存放進來，然后將a指向3。接着處理int b = 3；在創建完b的引用變量后，因為在棧中已經有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的情況。
這時，如果再令 a=4；那么編譯器會重新搜索棧中是否有4值，如果沒有，則將4存放進來，並令a指向4；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。
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同的，因為這種情況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，會影響到另一個對象引用變量。
對於基礎類型的變量和常量：變量和引用存儲在棧中，常量存儲在常量池中。
如以下代碼：
int i1 = 9;
int i2 = 9;
int i3 = 9;
public static final int INT1 = 9;
public static final int INT2 = 9;
public static final int INT3 = 9;
對於String
String是一個特殊的包裝類數據。可以用：
String str = new String("abc"); String str = "abc";
兩種的形式來創建，第一種是用new()來新建對象的，它會在存放於堆中。每調用一次就會創建一個新的對象。
而第二種是先在棧中創建一個對String類的對象引用變量str，然后通過符號引用去字符串常量池 里找有沒有"abc",如果沒有，則將"abc"存放進字符串常量池 ，並令str指向"abc"，如果已經有"abc" 則直接令str指向"abc"。
比較類里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 可以看出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的方式是生成不同的對象。每一次生成一個。
因此用第二種方式創建多個"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. 同時它可以在一定程度上提高程序的運行速度，因為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。
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。
另一方面, 要注意: 我們在使用諸如String str = "abc"；的格式定義類時，總是想當然地認為，創建了String類的對象str。擔心陷阱！對象可能並沒有被創建！而可能只是指向一個先前已經創建的對象，即為常量池中數據的共享性。只有通過new()方法才能保證每次都創建一個新的對象。
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。
String 特性
1. 首先String不屬於8種基本數據類型，String是一個對象。因為對象的默認值是null，所以String的默認值也是null；但它又是一種特殊的對象，有其它對象沒有的一些特性。
2. new String()和new String("")都是申明一個新的空字符串，是空串不是null；
3. String str="vill"；String str=new String ("kvill")的區別
示例1：
String s0="kvill";
String s1="kvill";
String s2="kv" + "ill";
System.out.println( s0==s1 ); //true
System.out.println( s0==s2 ); //true
首先，我們要知結果為道JAVA 會確保一個字符串常量只有一個拷貝。
因為例子1中的 s0和s1中的"kvill"都是字符串常量，它們在編譯期就被確定了，放在常量池中，所以s0==s1為true；而"kv"和"ill"也都是字符串常量，當一個字符串由多個字符串常量連接而成時，它自己肯定也是字符串常量，所以s2也同樣在編譯期就被解析為一個字符串常量，所以s2也是常量池中"kvill"的一個引用。此時我們應該知道，常量池中只有一個字符串 "kvill"所以我們得出s0==s1==s2；用new String() 創建的字符串不是常量，不能在編譯期就確定，所以new String() 創建的字符串不放入常量池中，它們有自己的地址空間。
示例2：
String s0="kvill";
String s1=new String("kvill");
String s2="kv" + new String("ill");
System.out.println( s0==s1 ); //false
System.out.println( s0==s2 ); //false
System.out.println( s1==s2 ); //false
例2中s0還是常量池中"kvill"的引用，s1因為無法在編譯期確定，所以是運行時創建的新對象"kvill"的引用，s2因為有后半部分 new String("ill")所以也無法在編譯期確定，所以也是一個新創建對象"kvill"的應用，明白了這些也就知道為何得出此結果了。
4. String.intern()：
存在於.class文件中的常量池，在運行期被JVM裝載，並且可以擴充。String的 intern()方法就是擴充常量池的 一個方法；當一個String實例str調用intern()方法時，Java 查找常量池中 是否有相同Unicode的字符串常量，如果有，則返回其的引用，如果沒有，則在常量池中增加一個Unicode等於str的字符串並返回它的引用；看示例就清楚了
示例：
String s0= "kvill";
String s1=new String("kvill");
String s2=new String("kvill");
System.out.println( s0==s1 ); //false 一個是常量池引用 一個是堆中對象引用
System.out.println( "**********" );
s1.intern(); //查找常量池，如果沒有kvill 則創建，此時，由於存在，所以不創建
s2=s2.intern(); //把常量池中"kvill"的引用賦給s2
System.out.println( s0==s1); // false雖然執行了s1.intern(),但它的返回值沒有賦給s1 此時s1還是指向堆中
System.out.println( s0==s1.intern() ); // true ,s1.intern()返回的是常量池中"kvill"的引用
System.out.println( s0==s2 ); //true s2此時指向常量池kvill
最后我再破除一個錯誤的理解：有人說，“使用 String.intern() 方法則可以將一個 String 類的保存到一個全局 String 表中 ，如果具有相同值的 Unicode 字符串已經在這個表中，那么該方法返回表中已有字符串的地址，如果在表中沒有相同值的字符串，則將自己的地址注冊到表中”如果我把他說的這個全局的 String 表理解為常量池的話，他的最后一句話，”如果在表中沒有相同值的字符串，則將自己的地址注冊到表中”是錯的：
示例：
String s1=new String("kvill");
String s2=s1.intern();
System.out.println( s1==s1.intern() ); //false s1 還是指向堆
System.out.println( s1+" "+s2 ); // kvill kvill
System.out.println( s2==s1.intern() ); //true
在這個類中我們沒有聲名一個"kvill"常量，所以常量池中一開始是沒有"kvill"的，當我們調用s1.intern()后就在常量池中新添加了一 個"kvill"常量，原來的不在常量池中的"kvill"仍然存在，也就不是“將自己的地址注冊到常量池中”了。
s1==s1.intern() 為false說明原來的堆中的"kvill"仍然存在；s2現在為常量池中"kvill"的地址，所以有s2==s1.intern()為true。
5. 關於equals()和==:
這個對於String簡單來說就是比較兩字符串的Unicode序列是否相當，如果相等返回true;而==是 比較兩字符串的地址是否相同，也就是是否是同一個字符串的引用。
6. 關於String是不可變的
這一說又要說很多，大家只 要知道String的實例一旦生成就不會再改變了，比如說：String str="kv"+"ill"+" "+"ans"; 就是有4個字符串常量，首先"kv"和"ill"生成了"kvill"存在內存中，然后"kvill"又和" " 生成 "kvill "存在內存中，最后又和生成了"kvill ans";並把這個字符串的地址賦給了str,就是因為String的”不可變”產生了很多臨時變量，這也就是為什么建議用StringBuffer的原 因了，因為StringBuffer是可改變的。
下面是一些String相關的常見問題：
String中的final用法和理解
final StringBuffer a = new StringBuffer("111");
final StringBuffer b = new StringBuffer("222");
a=b;//此句編譯不通過 final StringBuffer a = new StringBuffer("111");
a.append("222");// 編譯通過
可見，final只對引用的"值"(即內存地址)有效，它迫使引用只能指向初始指向的那個對象，改變它的指向會導致編譯期錯誤。至於它所指向的對象 的變化，final是不負責的。
String常量池問題的幾個例子
下面是幾個常見例子的比較分析和理解：
String a = "a1";
String b = "a" + 1;
System.out.println((a == b)); //result = true
String a = "atrue";
String b = "a" + "true";
System.out.println((a == b)); //result = true
String a = "a3.4";
String b = "a" + 3.4;
System.out.println((a == b)); //result = true
分析：JVM對於字符串常量的"+"號連接，將程序編譯期，JVM就將常量字符串的"+"連接優化為連接后的值，拿"a" + 1來說，經編譯器優化后在class中就已經是a1。在編譯期其字符串常量的值就確定下來，查找常量池中存在"a1"，故上面程序最終的結果都為true。
String a = "ab";
String bb = "b";
String b = "a" + bb;
System.out.println((a == b)); //result = false
分析：JVM對於字符串引用，由於在字符串的"+"連接中，有字符串引用存在，而引用的值在程序編譯期是無法確定的，即"a" + bb無法被編譯器優化，只有在程序運行期來動態分配並將連接后的新地址賦給b。所以上面程序的結果也就為false。
String a = "ab";
final String bb = "b";
String b = "a" + bb;
System.out.println((a == b)); //result = true
分析：和[3]中唯一不同的是bb字符串加了final修飾，對於final修飾的變量，它在編譯時被解析為常量值的一個本地拷貝存儲到自己的常量池中或嵌入到它的字節碼流中。所以此時的"a" + bb和"a" + "b"效果是一樣的。故上面程序的結果為true。
String a = "ab";
final String bb = getBB();
String b = "a" + bb;
System.out.println((a == b));
//result = false
private static String getBB() {
return "b";
}
分析：JVM對於字符串引用bb，它的值在編譯期無法確定，只有在程序運行期調用方法后，將方法的返回值和"a"來動態連接並分配地址為b，故上面 程序的結果為false。
通過上面4個例子可以得出得知：
String s = "a" + "b" + "c"; 就等價於String s = "abc";
String a = "a";
String b = "b";
String c = "c";
String s = a + b + c;
這個就不一樣了，最終結果等於：
StringBuffer temp = new StringBuffer();
temp.append(a).append(b).append(c);
String s = temp.toString();
由上面的分析結果，可就不難推斷出String 采用連接運算符（+）效率低下原因分析，形如這樣的代碼：
public class Test {
public static void main(String args[]) {
String s = null;
for(int i = 0; i < 100; i++) {
s += "a";
}
}
}
每做一次 + 就產生個StringBuilder對象，然后append后就扔掉。下次循環再到達時重新產生個StringBuilder對象，然后 append 字符串，如此循環直至結束。如果我們直接采用 StringBuilder 對象進行 append 的話，我們可以節省 N - 1 次創建和銷毀對象的時間。所以對於在循環中要進行字符串連接的應用，一般都是用StringBuffer或StringBulider對象來進行 append操作。
String對象的intern方法理解和分析：
public class Test4 {
private static String a = "ab";
public static void main(String[] args){
String s1 = "a";
String s2 = "b";
String s = s1 + s2;
System.out.println(s == a);//false
System.out.println(s.intern() == a);//true
}
}
這里用到JAVA里面是一個常量池的問題。對於s1+s2操作，其實是在堆里面重新創建了一個新的對象,s保存的是這個新對象在堆空間的的內容，所 以s與a的值是不相等的。而當調用s.intern()方法，卻可以返回s在常量池中的地址值，因為a的值存儲在常量池中，故s.intern和a的值相等。
總結
棧中用來存放一些原始數據類型的局部變量數據和對象的引用(String,數組.對象等等)但不存放對象內容堆中存放使用new關鍵字創建的對象.字符串是一個特殊包裝類,其引用是存放在棧里的,而對象內容必須根據創建方式不同定(常量池和堆).有的是編譯期就已經創建好，存放在字符串常 量池中，而有的是運行時才被創建.使用new關鍵字，存放在堆中