1.類加載子系統(tǒng)
負(fù)責(zé)從文件系統(tǒng)或者網(wǎng)絡(luò)中加載class信息偏塞，加載的信息存放在一塊稱之為方法區(qū)的內(nèi)存空間夺谁。
2.方法區(qū)
存放類信息、常量信息印蓖、常量池信息、包括字符串字面量和數(shù)字常量等京腥。
3.java堆
在java虛擬機(jī)啟動的時候建立java堆赦肃，他是java程序最主要的內(nèi)存工作區(qū)域，幾乎所有的對象實(shí)例都存放在java堆中，堆空間是所有線程共享的他宛。
4.直接內(nèi)存
java的NIO庫允許java程序使用直接內(nèi)存船侧，從而提高性能，通常直接內(nèi)存速度會優(yōu)于java堆厅各。讀寫頻繁的場合可能會考慮使用镜撩。
5.每個虛擬機(jī)線程都有一個私有的棧，一個線程的java棧在線程創(chuàng)建的時候被創(chuàng)建队塘，java棧中保存著局部變量袁梗、方法參數(shù)、同時java的方法調(diào)用憔古、返回值等遮怜。
6.本地方法棧和java棧非常類似，最大的不同為本地方法棧用于本地方法調(diào)用投放。java虛擬機(jī)允許java直接調(diào)用本地方法奈泪。
7.垃圾收集系統(tǒng)是java的核心，java有一套自己進(jìn)行垃圾清理的機(jī)制灸芳，開發(fā)人員無需手動清理涝桅。
8.寄存器也是每個線程私有的空間，java虛擬機(jī)會為每個線程創(chuàng)建PC寄存器烙样，在任意時刻冯遂，一個java線程總是在執(zhí)行一個方法，這個方法被稱為當(dāng)前方法谒获，如果當(dāng)前方法不是本地方法蛤肌，PC寄存器就會執(zhí)行當(dāng)前正在被執(zhí)行的指令，如果是本地方法批狱，PC寄存器值為undefined,寄存器存在如當(dāng)前執(zhí)行環(huán)境指針裸准、程序計(jì)數(shù)器、操作棧指針赔硫、計(jì)算的變量指針等信息炒俱。
9.虛擬機(jī)最核心的組件就是執(zhí)行引擎了，他負(fù)責(zé)執(zhí)行虛擬機(jī)的字節(jié)碼爪膊。一般會先進(jìn)行編譯成機(jī)器碼后執(zhí)行权悟。
棧、堆推盛、常量池雖同屬Java內(nèi)存分配時操作的區(qū)域峦阁，但其適用范圍和功用卻大不相同。本文將深入Java核心耘成，詳細(xì)講解Java內(nèi)存分配方面的知識榔昔。
Java內(nèi)存分配與管理是Java的核心技術(shù)之一驹闰，今天我們再次深入Java核心，詳細(xì)介紹一下Java在內(nèi)存分配方面的知識撒会。一般Java在內(nèi)存分配時會涉及到以下區(qū)域：
◆寄存器：我們在程序中無法控制
◆棧：存放基本類型的數(shù)據(jù)和對象的引用疮方，但對象本身不存放在棧中，而是存放在堆中
◆堆：存放用new產(chǎn)生的數(shù)據(jù)
◆靜態(tài)域：存放在對象中用static定義的靜態(tài)成員
◆常量池：存放常量
◆非RAM存儲：硬盤等永久存儲空間.
Java內(nèi)存分配中的棧
在函數(shù)中定義的一些基本類型的變量數(shù)據(jù)和對象的引用變量都在函數(shù)的棧內(nèi)存中分配茧彤。
當(dāng)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(nèi)存空間疆栏，當(dāng)該變量退出該作用域后曾掂，Java會自動釋放掉為該變量所分配的內(nèi)存空間，該內(nèi)存空間可以立即被另作他用壁顶。
Java內(nèi)存分配中的堆
堆內(nèi)存用來存放由new創(chuàng)建的對象和數(shù)組珠洗。 在堆中分配的內(nèi)存，由Java虛擬機(jī)的自動垃圾回收器來管理若专。
在堆中產(chǎn)生了一個數(shù)組或?qū)ο蠛笮肀停€可以在棧中定義一個特殊的變量，讓棧中這個變量的取值等于數(shù)組或?qū)ο笤诙褍?nèi)存中的首地址调衰，棧中的這個變量就成了數(shù)組或?qū)ο蟮囊米兞俊? 引用變量就相當(dāng)于是 為數(shù)組或?qū)ο笃鸬囊粋€名稱膊爪，以后就可以在程序中使用棧中的引用變量來訪問堆中的數(shù)組或?qū)ο蟆Ｒ米兞烤拖喈?dāng)于是為數(shù)組或者對象起的一個名稱嚎莉。
引用變量是普通的變量米酬，定義時在棧中分配，引用變量在程序運(yùn)行到其作用域之外后被釋放趋箩。而數(shù)組和對象本身在堆中分配赃额，即使程序運(yùn)行到使用 new 產(chǎn)生數(shù)組或者對象的語句所在的代碼塊之外，數(shù)組和對象本身占據(jù)的內(nèi)存不會被釋放叫确，數(shù)組和對象在沒有引用變量指向它的時候跳芳，才變?yōu)槔荒茉诒皇褂弥衩悖?然占據(jù)內(nèi)存空間不放飞盆，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(nèi)存的原因饶米。
實(shí)際上桨啃，棧中的變量指向堆內(nèi)存中的變量，這就是Java中的指針檬输！
常量池 (constant pool)
常量池指的是在編譯期被確定照瘾，并被保存在已編譯的.class文件中的一些數(shù)據(jù)。除了包含代碼中所定義的各種基本類型（如int丧慈、long等等）和對象型（如String及數(shù)組）的常量值(final)還包含一些以文本形式出現(xiàn)的符號引用析命，比如：
◆類和接口的全限定名主卫；
◆字段的名稱和描述符；
◆方法和名稱和描述符鹃愤。
虛擬機(jī)必須為每個被裝載的類型維護(hù)一個常量池簇搅。常量池就是該類型所用到常量的一個有序集和，包括直接常量（string,integer和 floating point常量）和對其他類型软吐，字段和方法的符號引用瘩将。
對于String常量，它的值是在常量池中的凹耙。而JVM中的常量池在內(nèi)存當(dāng)中是以表的形式存在的姿现， 對于String類型，有一張固定長度的CONSTANT_String_info表用來存儲文字字符串值肖抱，注意：該表只存儲文字字符串值备典，不存儲符號引 用。說到這里意述，對常量池中的字符串值的存儲位置應(yīng)該有一個比較明了的理解了提佣。
在程序執(zhí)行的時候,常量池 會儲存在Method Area,而不是堆中。
堆與棧
Java的堆是一個運(yùn)行時數(shù)據(jù)區(qū),類的(對象從中分配空間荤崇。這些對象通過new拌屏、newarray、 anewarray和multianewarray等指令建立术荤，它們不需要程序代碼來顯式的釋放槐壳。堆是由垃圾回收來負(fù)責(zé)的，堆的優(yōu)勢是可以動態(tài)地分配內(nèi)存 大小喜每，生存期也不必事先告訴編譯器务唐，因?yàn)樗窃谶\(yùn)行時動態(tài)分配內(nèi)存的，Java的垃圾收集器會自動收走這些不再使用的數(shù)據(jù)带兜。但缺點(diǎn)是枫笛，由于要在運(yùn)行時動態(tài) 分配內(nèi)存，存取速度較慢刚照。
棧的優(yōu)勢是刑巧，存取速度比堆要快，僅次于寄存器无畔，棧數(shù)據(jù)可以共享啊楚。但缺點(diǎn)是，存在棧中的數(shù)據(jù)大小與生存期必須是 確定的浑彰，缺乏靈活性恭理。棧中主要存放一些基本類型的變量數(shù)據(jù)（int, short, long, byte, float, double, boolean, char）和對象句柄(引用)。
棧有一個很重要的特殊性郭变，就是存在棧中的數(shù)據(jù)可以共享颜价。假設(shè)我們同時定義：
int a = 3;
int b = 3;
編譯器先處理int a = 3涯保；首先它會在棧中創(chuàng)建一個變量為a的引用，然后查找棧中是否有3這個值周伦，如果沒找到夕春，就將3存放進(jìn)來，然后將a指向3专挪。接著處理int b = 3及志；在創(chuàng)建完b的引用變量后，因?yàn)樵跅Ｖ幸呀?jīng)有3這個值寨腔，便將b直接指向3困肩。這樣，就出現(xiàn)了a與b同時均指向3的情況脆侮。
這時，如果再令 a=4勇劣；那么編譯器會重新搜索棧中是否有4值靖避，如果沒有，則將4存放進(jìn)來比默，并令a指向4幻捏；如果已經(jīng)有了，則直接將a指向這個地址命咐。因此a值的改變不會影響 到b的值篡九。
要注意這種數(shù)據(jù)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?yàn)檫@種情況a的修改并不會影響到b, 它是由編譯器完成的醋奠，它有利于節(jié)省空間榛臼。而一個對象引用變量修改了這個對象的內(nèi)部狀態(tài)，會影響到另一個對象引用變量窜司。
String是一個特殊的包裝類數(shù)據(jù)沛善。可以用
String str = new String( "abc");
String str = "abc";
兩種的形式來創(chuàng)建塞祈，第一種是用new()來新建對象的金刁，它會在存放于堆中。每調(diào)用一次就會創(chuàng)建一個新的對象议薪。而第二種是先在棧中創(chuàng)建一個對 String類的對象引用變量str尤蛮，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(jìn)字符串常量池 斯议，并令str指向”abc”产捞，如果已經(jīng)有”abc” 則直接令str指向“abc”。
比較類里面的數(shù)值是否相等時哼御，用equals()方法轧葛；當(dāng)測試兩個包裝類的引用是否指向同一個對象時搂抒，用==，下面用例子說明上面的理論尿扯。
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求晶。
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。每一次生成一個衷笋。
因此用第一種方式創(chuàng)建多個”abc”字符串,在內(nèi)存中 其實(shí)只存在一個對象而已. 這種寫法有利與節(jié)省內(nèi)存空間. 同時它可以在一定程度上提高程序的運(yùn)行速度芳杏，因?yàn)镴VM會自動根據(jù)棧中數(shù)據(jù)的實(shí)際情況來決定是否有必要創(chuàng)建新對象。而對于String str = new String("abc")辟宗；的代碼爵赵，則一概在堆中創(chuàng)建新對象，而不管其字符串值是否相等泊脐，是否有必要創(chuàng)建新對象空幻，從而加重了程序的負(fù)擔(dān)。
另 一方面, 要注意: 我們在使用諸如String str = "abc"容客；的格式定義類時秕铛，總是想當(dāng)然地認(rèn)為，創(chuàng)建了String類的對象str缩挑。擔(dān)心陷阱但两！對象可能并沒有被創(chuàng)建！而可能只是指向一個先前已經(jīng)創(chuàng)建的 對象供置。只有通過new()方法才能保證每次都創(chuàng)建一個新的對象谨湘。
由于String類的immutable性質(zhì)，當(dāng)String變量需要經(jīng)常變換 其值時芥丧，應(yīng)該考慮使用StringBuffer類紧阔，以提高程序效率。
- 首先String不屬于8種基本數(shù)據(jù)類型续担，String是一個對象寓辱。因?yàn)閷ο蟮哪J(rèn)值是null，所以String的默認(rèn)值也是null赤拒；但它又是一種特殊的對象秫筏，有其它對象沒有的一些特性。
- new String()和new String(”")都是申明一個新的空字符串挎挖，是空串不是null这敬；
- String str=”kvill”；String str=new String (”kvill”)的區(qū)別
示例：
String s0="kvill";
String s1="kvill";
String s2="kv" + "ill" ;
System.out.println( s0==s1 ); //true
System.out.println( s0==s2 ); //true
首先蕉朵，我們要知結(jié)果為道Java 會確保一個字符串常量只有一個拷貝崔涂。
因?yàn)槔又械?s0和s1中的”kvill”都是字符串常量，它們在編譯期就被確定了始衅，所以s0==s1為true冷蚂；而”kv”和”ill”也都是字符串常量缭保，當(dāng)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蝙茶，所以s2也同樣在編譯期就被解析為一個字符串常量艺骂，所以s2也是常量池中” kvill”的一個引用。所以我們得出s0==s1==s2隆夯；用new String() 創(chuàng)建的字符串不是常量钳恕，不能在編譯期就確定，所以new String() 創(chuàng)建的字符串不放入常量池中蹄衷，它們有自己的地址空間忧额。
示例：
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
s0還是常量池中"kvill”的引用，在編譯期就被解析為一個字符串常量愧口，s1因?yàn)闊o法在編譯期確定睦番，所以是運(yùn)行時創(chuàng)建的新對象”kvill”的引用，s2因?yàn)橛泻蟀氩糠?new String(”ill”)所以也無法在編譯期確定耍属，所以也是一個新創(chuàng)建對象”kvill”的應(yīng)用;明白了這些也就知道為何得出此結(jié)果了托嚣。
- String.intern()：
再補(bǔ)充介紹一點(diǎn)：存在于.class文件中的常量池，在運(yùn)行期被JVM裝載恬涧，并且可以擴(kuò)充。String的 intern()方法就是擴(kuò)充常量池的 一個方法碴巾；當(dāng)一個String實(shí)例str調(diào)用intern()方法時溯捆，Java 查找常量池中 是否有相同Unicode的字符串常量，如果有厦瓢，則返回其的引用提揍，如果沒有，則在常 量池中增加一個Unicode等于str的字符串并返回它的引用煮仇；看示例就清楚了
String s0= "kvill";
String s1=new String("kvill");
String s2=new String("kvill");
System.out.println( s0==s1 ); //false
System.out.println( "**********" );
s1.intern();
s2=s2.intern(); //把常量池中"kvill"的引用賦給s2
System.out.println( s0==s1); //false 雖然執(zhí)行了s1.intern(),但它的返回值沒有賦給s1 ,s1還是指向堆里的對象
System.out.println( s0==s1.intern() ); //true 說明s1.intern()返回的是常量池中"kvill"的引用
System.out.println( s0==s2 ); //true
最后我再破除一個錯誤的理解：有人說劳跃，“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(jīng)在這個表中浙垫，那么該方法返回表中已有字符串的地址刨仑，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夹姥，他的最后一句話杉武，”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：
String s1=new String("kvill");
String s2=s1.intern(); //s1.intern()返回的是常量池中"kvill"的引用 ,s2現(xiàn)在為常量池中”kvill”的地址
System.out.println( s1==s1.intern() ); //false
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”常量辙售，所以常量池中一開始是沒有”kvill”的轻抱，當(dāng)我們調(diào)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”仍然存在旦部，也就不是“將自己的地址注冊到常量池中”了祈搜。
s1==s1.intern() 為false說明原來的”kvill”仍然存在较店；s2現(xiàn)在為常量池中”kvill”的地址，所以有s2==s1.intern()為true容燕。
關(guān)于equals()和==:
這個對于String簡單來說就是比較兩字符串的Unicode序列是否相當(dāng)梁呈，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缰趋。關(guān)于String是不可變的
這一說又要說很多捧杉，大家只 要知道String的實(shí)例一旦生成就不會再改變了，比如說：String str=”kv”+”ill”+” “+”ans”; 就是有4個字符串常量秘血，首先”kv”和”ill”生成了”kvill”存在內(nèi)存中味抖，然后”kvill”又和” ” 生成 “kvill “存在內(nèi)存中，最后又和生成了”kvill ans”;并把這個字符串的地址賦給了str,就是因?yàn)镾tring的”不可變”產(chǎn)生了很多臨時變量灰粮，這也就是為什么建議用StringBuffer的原 因了仔涩，因?yàn)镾tringBuffer是可改變的。
下面是一些String相關(guān)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
可見粘舟，final只對引用的"值"(即內(nèi)存地址)有效熔脂，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(dǎo)致編譯期錯誤柑肴。至于它所指向的對象的變化霞揉，final是不負(fù)責(zé)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對于字符串常量的"+"號連接晰骑，將程序編譯期适秩，JVM就將常量字符串的"+"連接優(yōu)化為連接后的值，拿"a" + 1來說硕舆，經(jīng)編譯器優(yōu)化后在class中就已經(jīng)是a1秽荞。在編譯期其字符串常量的值就確定下來，故上面程序最終的結(jié)果都為true抚官。
String a = "ab";
String bb = "b";
String b = "a" + bb; //引用的值在程序編譯期是無法確定的
System.out.println((a == b)); //result = false
分析：JVM對于字符串引用扬跋，由于在字符串的"+"連接中，有字符串引用存在凌节，而引用的值在程序編譯期是無法確定的钦听，即"a" + bb無法被編譯器優(yōu)化，只有在程序運(yùn)行期來動態(tài)分配并將連接后的新地址賦給b倍奢。所以上面程序的結(jié)果也就為false彪见。
String a = "ab";
final String bb = "b";
String b = "a" + bb;
System.out.println((a == b)); //result = true
分析：對于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(jié)碼流中娱挨。所以此時的"a" + bb和"a" + "b"效果是一樣的余指。故上面程序的結(jié)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對于字符串引用bb，它的值在編譯期無法確定酵镜，只有在程序運(yùn)行期調(diào)用方法后碉碉，將方法的返回值和"a"來動態(tài)連接并分配地址為b，故上面 程序的結(jié)果為false淮韭。
通過上面4個例子可以得出得知：
String s = "a" + "b" + "c";
就等價于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(jié)果等于：
StringBuffer temp = new StringBuffer();
temp.append(a).append(b).append(c);
String s = temp.toString();
由上面的分析結(jié)果垢粮，可就不難推斷出String 采用連接運(yùn)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(chǎn)生個StringBuilder對象靠粪，然后append后就扔掉蜡吧。下次循環(huán)再到達(dá)時重新產(chǎn)生個StringBuilder對象，然后 append 字符串占键，如此循環(huán)直至結(jié)束昔善。如果我們直接采用 StringBuilder 對象進(jìn)行 append 的話，我們可以節(jié)省 N - 1 次創(chuàng)建和銷毀對象的時間畔乙。所以對于在循環(huán)中要進(jìn)行字符串連接的應(yīng)用君仆，一般都是用StringBuffer或StringBulider對象來進(jìn)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; //引用的值在程序編譯期是無法確定的
System.out.println(s == a);//false
System.out.println(s.intern() == a);//true 都是常量池的引用
}
}
這里用到Java里面是一個常量池的問題牲距。對于s1+s2操作返咱，其實(shí)是在堆里面重新創(chuàng)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(nèi)容，所以s與a的值是不相等的牍鞠。而當(dāng)調(diào)用s.intern()方法咖摹，卻可以返回s在常量池中的地址值，因?yàn)閍的值存儲在常量池中难述，故s.intern和a的值相等萤晴。
總結(jié)
棧中用來存放一些原始數(shù)據(jù)類型的局部變量數(shù)據(jù)和對象的引用(String,數(shù)組.對象等等)但不存放對象內(nèi)容
堆中存放使用new關(guān)鍵字創(chuàng)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(nèi)容必須根據(jù)創(chuàng)建方式不同定(常量池和堆).有的是編譯期就已經(jīng)創(chuàng)建好，存放在字符串常量池中龄广，而有的是運(yùn)行時才被創(chuàng)建.使用new關(guān)鍵字硫眯，存放在堆中蕴侧。
