Java的存储

程序运行时，有6个地方可以保存数据：

• 寄存器
• 堆栈
• 堆
• 静态存储
• 常数存储
• 非RAM存储

寄存器

寄存器位于处理器内部，是运行速度最快的保存区域。由于寄存器的数量有限，只能根据需要由编译器进行分配，我们对寄存器的分配没有直接的控制权。

堆栈

堆栈驻留于常规RAM(随机访问存储器)区域，可以通过堆栈指针获得处理的直接支持。堆栈指针下移则创建新的内存，上移则释放内存。
堆栈存储的速率仅次于寄存器。创建程序时，Java编译器必须准确地知道堆栈内保存的所有数据的长度与存在时间，从而生成相应的代码，以便向上和向下移动指针。
基本数据类型（int, short, long, byte, float, double, boolean, char）、对象句柄需要保存在堆栈中。但对象不在其中。

顺便提一下，Java中认为“所有一切皆对象”，但实际操纵的标识符是一个指向对象的句柄，相当于引用、指针。Java编程思想中举了一个生动的例子：将对象看成“电视机”，句柄则为操纵电视机的“遥控器”。实际上我们操纵的是遥控器，再通过遥控器改变电视机的状态。此外，没有电视机，遥控器依然可以存在。这说明拥有一个句柄并不表示必须有一个对象同它连接。
对于基本数据类型，如：

        int a = 1;

仅仅是产生了一个int句柄(应用)，指向存储数据1的栈，而没有生成对象。
堆栈中的数据可以共享。如：

        int a = 3;
        int b = 3;

这里，首先创建int型的句柄a，需要指向面值为3的栈地址。如果没有找到，堆栈指针下移新开辟一个栈地址存储3，a就指向这个地址；接着创建b时，在堆栈中找到了相同的面值3，直接让b指向3对应的栈地址即可。

注意，字面值的引用与类对象的引用不同。假定两个类对象的引用同时指向一个对象，如果一个对象引用变量修改了这个对象的内部状态，那么另一个对 象引用变量也即刻反映出这个变化。相反，通过字面值的引用来修改其值，不会导致另一个指向此字面值的引用的值也跟着改变的情况。

再看一个例子：

String s;

这里我们创建了一个String句柄s，注意这只是句柄而不是对象。若此时向s发送消息，会产生错误，这是因为s实际上并未与任何对象连接(即没有“电视机”)。那么创建句柄时，我们希望它同一个新的对象连接。通常用new关键字达到这一目的。如：

        String s = new String("asdf") 

我们再来看看new，新建对象的存储方式。

堆

堆是一种常规用途的内存池(也在RAM区域)，其中保存了Java的对象。要求创建新对象时，只需要用new命令即可。执行这些代码时，会在堆里自动生成数据的保存。
堆最吸引人的地方在于编译器并不需要考虑堆需要分配多少的空间、保存多少的时间，具有更大的灵活性。然而，缺点在于，在堆里分配存储空间会用掉更长的时间。
堆中同时保存了包装数据类型（Integer, String, Double等）。包装数据类型将相应的基本数据类型包装起来的类。这些类数据全部存在于堆中，Java用new()语句来显示地告诉编译器，在运行时才根据需要动态创建。

来看一个例子：

        Integer a = 3;
        Integer b = 3;
        System.out.println(a == b); (1)

        Integer c = 321;
        Integer d = 321;
        System.out.println(c == d); (2)

这里新建了4个对象a、b、c、d，判断他们是否相等。结果为：(1)true，(2)false
为什么会这样呢？
其实，在从int到Integer做封装时，是有规则的。系统已经默认把-128到127之间的Integer缓存到一个Integer数组存储在堆中了。当我们要从把一个int转化为Integer时，首先会在缓存中查找：
　　如果找到，就直接返回引用，不必新new一个，即a和b是同一个面值为3的引用，所以a==b。
　　否则，对于不在缓存中的数据，需要新new一个，因此c和d并没有指向同一个对象，只不过是c和d的对象对应的值相同，地址是不同的。所以c!=d

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到这里，我们来观察一下两种新建方式：

        String str = "abcd";  (1)
        String str = new String("abcd"); (2)

String是一种特殊的包装类数据，拥有上述两种初始化方式。分别来分析：
(1)代表，我们创建了String类的句柄str，但并不一定是创建了String类的对象。str是否指向一个String类的对象，需要由上下文来确定：
　　首先，堆栈新开辟地址，存储句柄str。查找常量池中是否存在内容为"abcd"的对象；
　　如果有，则堆栈中的句柄str直接指向该对象，即成为该对象的引用；
　　如果没有，则在常量池中创建对象，值为"abcd"，并让str指向该对象。

(2)代表创建了String类的句柄，并将其指向一个堆中的对象：
　　首先，在堆中创建一个对象，值为"abcd"，并让str指向该对象；
　　接着，在常量池中查看，是否存在值为"abcd"的对象；
　　若存在，则将new出来的字符串对象与字符串常量池中的对象联系起来；
　　若不存在，则在字符串常量池中新建对象，值为"abcd"，并将new出来的字符串对象与字符串常量池中的对象联系起来；
可以使用inturn方法返回该字符串在常量池中的引用

通过上述的分析，可以解决一道面试题：

        String s = new String("China")产生几个对象？

答案是1或2。如果常量池中已经存在值为“China”的对象，就产生1个；否则产生2个。

当String变量需要经常变换其值时，应该考虑使用StringBuffer类，以提高程序效率

再看一个例子：

        String str1 = "abc"; 
        String str2 = "ab" + "c";
        System.out.println(str1 == str2);  (1)

        String str3 = "ab"; 
        String str4 = str3 + "c";
        System.out.println(str3 == str4);  (2)

这里,(1)的结果为true，因为str1句柄会在字符串常量池中创建内容为"abc"的对象；str2为两个常量相加，结果也为"abc"，同样指向字符串常量池中的对象，因此两个引用相同；

而(2)的结果为false，因为str4=str3+"c"涉及到变量的相加，会新建一个对象(先new一个StringBuilder，然后 append(str2),append("c");然后让str3引用toString()返回的对象)。

更多有关String的例子，可以钻研：Java堆、栈和常量池以及相关String的详细讲解
关于其他包装数据类型和常量池相关的操作，可以参考：Java常量池理解与总结-简书

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静态存储

所谓静态存储(static)是指“位于固定位置”，也存在于RAM中。程序运行过程中，静态存储的数据将随时等候调用。static类型的数据被所有对象所共享。

常数存储

常数值通常直接置于程序代码内部，因为它们永远都不会改变，所以是安全的。有的常数需要严格地保护，所以可考虑将它们置入只读存储器ROM。(public static final)

非RAM存储

非RAM存储的数据可以位于其他媒体中，在程序不再运行时仍可存在，并在程序的控制范围之外。如磁盘、硬盘等。