Java中的储存机制及堆和栈的区别

一、了解java的六种存储地址及解释【概念】

1）寄存器(register)：这是最快的存储区，因为它位于不同于其他存储区的地方——处理器内部。但是寄存器的数量极其有限，所以寄存器由编译器根据需求进行分配。你不能直接控制，也不能在程序中感觉到寄存器存在的任何迹象。

2）栈(stack)：位于通用RAM中，但通过它的“堆栈指针”可以从处理器哪里获得支持。堆栈指针若向下移动，则分配新的内存；若向上移动，则释放那些内存。这是一种快速有效的分配存储方法，仅次于寄存器。创建程序时候，JAVA编译器必须知道存储在堆栈内所有数据的确切大小和生命周期，因为它必须生成相应的代码，以便上下移动堆栈指针。这一约束限制了程序的灵活性，所以虽然某些JAVA数据存储在堆栈中——特别是对象引用，但是JAVA对象不存储其中。  

3）堆(heap)：一种通用性的内存池（也存在于RAM中），用于存放所有的JAVA对象。堆不同于堆栈的好处是：编译器不需要知道要从堆里分配多少存储区域，也不必知道存储的数据在堆里存活多长时间。因此，在堆里分配存储有很大的灵活性。当你需要创建一个对象的时候，只需要new写一行简单的代码，当执行这行代码时，会自动在堆里进行存储分配。当然，为这种灵活性必须要付出相应的代码。用堆进行存储分配比用堆栈进行存储存储需要更多的时间。   

4）静态存储(static storage)：这里的“静态”是指“在固定的位置”。静态存储里存放程序运行时一直存在的数据。用关键字static来标识一个对象的特定元素是静态的，但JAVA对象本身从来不会存放在静态存储空间里。   

5）常量存储(constant storage)：常量值通常直接存放在程序代码内部，这样做是安全的，因为它们永远不会被改变。有时，在嵌入式系统中，常量本身会和其他部分分割离开，所以在这种情况下，可以选择将其放在ROM中。

6） 非RAM存储：如果数据完全存活于程序之外，那么它可以不受程序的任何控制，在程序没有运行时也可以存在。

二、栈、堆、方法区存储的内容：

堆：
1.存储的全部是对象，每个对象都包含一个与之对应的class的信息。(class的目的是得到操作指令) 
2.jvm只有一个堆区(heap)被所有线程共享，堆中不存放基本类型和对象引用，只存放对象本身 。
栈：
1.每个线程包含一个栈区，栈中只保存基础数据类型的值和对象以及基础数据的引用
2.每个栈中的数据(基础数据类型和对象引用)都是私有的，其他栈不能访问。 
3.栈分为3个部分：基本类型变量区、执行环境上下文、操作指令区(存放操作指令)。 
方法区：
1.又叫静态区，跟堆一样，被所有的线程共享。方法区包含所有的class和static变量。 

2.方法区中包含的都是在整个程序中永远唯一的元素，如class，static变量。 

三、在Java语言里堆(heap)和栈(stack)的区别 

1. 栈(stack)与堆(heap)都是Java用来在Ram中存放数据的地方。与C++不同，Java自动管理栈和堆(即垃圾回收机制)。程序员不能直接的设置栈或堆。 
2. 栈的优势是，存取速度比堆要快，仅次于直接位于CPU中的寄存器。但缺点是，存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的，缺乏灵活性。堆的优势是可以动态地分配内存大小，生存期也不必事先告诉编译器，Java的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据。但缺点是，由于要在运行时动态分配内存，存取速度较慢。

另外，栈有一个很重要的特殊性，就是存在栈中的数据可以共享。

【重点总结】

这里我们主要关心栈，堆和常量池，对于栈和常量池中的对象可以共享，对于堆中的对象不可以共享。栈中的数据大小和生命周期是可以确定的，当没有引用指向数据时，这个数据就会消失。堆中的对象的由垃圾回收器负责回收，因此大小和生命周期不需要确定，具有很大的灵活性。

1.对于字符串：其对象的引用都是存储在栈中的，如果是编译期已经创建好(直接用双引号定义的)的就存储在常量池中，如果是运行期（new出来的）才能确定的就存储在堆中。对于equals相等的字符串，在常量池中永远只有一份，在堆中有多份。

如下代码：

String s1 = "china";  
String s2 = "china";  
String s3 = "china";  
String ss1 = new String("china");  
String ss2 = new String("china");  
String ss3 = new String("china");  

解释一下黄色这3个箭头，对于通过new产生一个字符串（假设为”china”）时，会先去常量池中查找是否已经有了”china”对象， 如果没有则在常量池中创建一个此字符串对象，然后堆中再创建一个常量池中此”china”对象的拷贝对象。 这也就是有道面试题：String s = new String(“xyz”);产生几个对象？一个或两个，如果 常量池中原来没有”xyz”,就是两个。

2.对于基础类型的变量和常量：变量和引用存储在栈中，常量存储在常量池中。
如以下代码：

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;  

3. 对于成员变量和局部变量：成员变量就是方法外部，类的内部定义的变量；局部变量就是方法或语句块内部定义的变量。局部变量必须初始化。
形式参数是局部变量，局部变量的数据存在于栈内存中。栈内存中的局部变量随着方法的消失而消失。
成员变量存储在堆中的对象里面 ，由垃圾回收器负责回收。
注意：栈里 只有一个9  ，i1，i2，i3 都指向9 。如果 令  i2=7 ； 会在栈里生成7 再令i2 指向7。
如以下代码：

class BirthDate {  
    private int day;  
    private int month;  
    private int year;      
    public BirthDate(int d, int m, int y) {  
        day = d;   
        month = m;   
        year = y;  
    }  
    省略get,set方法………  
}  
  
public class Test{  
    public static void main(String args[]){  
int date = 9;  
        Test test = new Test();        
           test.change(date);   
        BirthDate d1= new BirthDate(7,7,1970);         
    }    
  
    public void change1(int i){  
        i = 1234;  
    }  
}

对于以上这段代码，date为局部变量，i,d,m,y都是形参为局部变量，day，month，year为成员变量。下面分析一下代码执行时候的变化：
1. main方法开始执行：int date = 9;
date局部变量，基础类型，引用和值都存在栈中 。
2. Test test = new Test();
test为对象引用，存在栈中，对象(new Test())存在堆中。
3. test.change(date);
i为局部变量，引用和值存在栈中。当方法change执行完成后，i就会从栈中消失。
4. BirthDate d1= new BirthDate(7,7,1970);  
d1为对象引用，存在栈中，对象(new BirthDate())存在堆中，其中d，m，y为局部变量存储在栈中，且它们的类型为基础类型，因此它们的数据也存储在栈中。day,month,year为成员变量，它们存储在堆中(new BirthDate()里面)。当BirthDate构造方法执行完之后，d,m,y将从栈中消失。
5.main方法执行完之后，date变量，test，d1引用将从栈中消失，new Test(),new BirthDate()将等待垃圾回收。

转自：

http://www.cnblogs.com/zyj-bozhou/p/6723863.html

http://blog.youkuaiyun.com/clam_clam/article/details/6829960