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Java 記憶體分配詳解（四）

對於成員變數和區域性變數：成員變數就是方法外部，類的內部定義的變數；區域性變數就是方法或語句塊內部定義的變數。區域性變數必須初始化。
形式引數是區域性變數，區域性變數的資料存在於棧記憶體中。棧記憶體中的區域性變數隨著方法的消失而消失。
成員變數儲存在堆中的物件裡面，由垃圾回收器負責回收。

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 change(int i){
            i = 1234;
        }
    }
 

對於以上這段程式碼，date為區域性變數，i,d,m,y都是形參為區域性變數，day，month，year為成員變數。下面分析一下程式碼執行時候的變化：
1. main方法開始執行：int date = 9;
date區域性變數，基礎型別，引用和值都存在棧中。
2. Test test = new Test();
test為物件引用，存在棧中，物件(new Test())存在堆中。
3. test.change(date);
i為區域性變數，引用和值存在棧中。當方法change執行完成後，i就會從棧中消失。
4. BirthDate d1= new BirthDate(7,7,1970);
d1 為物件引用，存在棧中，物件(new BirthDate())存在堆中，其中d，m，y為區域性變數儲存在棧中，且它們的型別為基礎型別，因此它們的資料也儲存在棧中。 day,month,year為成員變數，它們儲存在堆中(new BirthDate()裡面)

String是一個特殊的包裝類資料

String str = new String("abc");
String str = "abc";

　　兩種的形式來建立，第一種是用new()來新建物件的，它會在存放於堆中。每呼叫一次就會建立一個新的物件。而第二種是先在棧中建立一個對 String類的物件引用變數str，然後通過符號引用去字串常量池 裡找有沒有"abc",如果沒有，則將"abc"存放進字串常量池 ，並令str指向”abc”，如果已經有”abc” 則直接令str指向“abc”。

　　比較類裡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物件時，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是指向同一個物件的。

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物件。每一次生成一個。

　　因此用第二種方式建立多個”abc”字串時，在記憶體中其實只存在一個物件而已。這種寫法有利與節省記憶體空間，同時它可以在一定程度上提高程式的執行速度，因為JVM會自動根據棧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物件，而不管其字串值是否相等，是否有必要建立新物件，從而加重了程式的負擔。

　　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，建立了String類的物件str。擔心陷阱！物件可能並沒有被建立！而可能只是指向一個先前已經建立的物件。只有通過new()方法才能保證每次都建立一個新的物件。

String常量池問題的幾個例子

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

分析：首先，我們要知結果為道Java 會確保一個字串常量只有一個拷貝。

　　因為例子中的 s0和s1中的”kvill”都是字串常量，它們在編譯期就被確定了，所以s0==s1為true；而”kv”和”ill”也都是字串常量，當一個字 符串由多個字串常量連線而成時，它自己肯定也是字串常量，所以s2也同樣在編譯期就被解析為一個字串常量，所以s2也是常量池中” kvill”的一個引用。所以我們得出s0==s1==s2；

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

分析：用new String() 建立的字串不是常量，不能在編譯期就確定，所以new String() 建立的字串不放入常量池中，它們有自己的地址空間。

s0還是常量池 中"kvill”的應用，s1因為無法在編譯期確定，所以是執行時建立的新物件”kvill”的引用，s2因為有後半部分 new String(”ill”)所以也無法在編譯期確定，所以也是一個新建立物件”kvill”的應用;明白了這些也就知道為何得出此結果了。

示例3：

 1 String a = "a1";
 2 String b = "a" + 1;
 3 System.out.println((a == b)); //result = true 
 4 
 5 String a = "atrue";
 6 String b = "a" + "true";
 7 System.out.println((a == b)); //result = true 
 8 
 9 String a = "a3.4";
10 String b = "a" + 3.4;
11 System.out.println((a == b)); //result = true

分析：JVM對於字串常量的"+"號連線，將程式編譯期，JVM就將常量字串的"+"連線優化為連線後的值，拿"a" + 1來說，經編譯器優化後在class中就已經是a1。在編譯期其字串常量的值就確定下來，故上面程式最終的結果都為true。

示例4：

String a = "ab";
String bb = "b";
String b = "a" + bb;

System.out.println((a == b)); //result = false

分析：JVM對於字串引用，由於在字串的"+"連線中，有字串引用存在，而引用的值在程式編譯期是無法確定的，即"a" + bb無法被編譯器優化，只有在程式執行期來動態分配並將連線後的新地址賦給b。所以上面程式的結果也就為false。

示例5：

String a = "ab";
final String bb = "b";
String b = "a" + bb;

System.out.println((a == b)); //result = true

分析：和[4]中唯一不同的是bb字串加了final修飾，對於final修飾的變數，它在編譯時被解析為常量值的一個本地拷貝儲存到自己的常量池中或嵌入到它的位元組碼流中。所以此時的"a" + bb和"a" + "b"效果是一樣的。故上面程式的結果為true。

示例6：

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對於字串引用bb，它的值在編譯期無法確定，只有在程式執行期呼叫方法後，將方法的返回值和"a"來動態連線並分配地址為b，故上面 程式的結果為false。

關於String是不可變的

通過上面例子可以得出得知：

　　Strings="a" + "b" + "c"; 就等價於String s = "abc";

　　Stringa="a";
　　Stringb="b";
　　Stringc="c";
　　Strings=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 採用連線運算子（+）效率低下原因分析，形如這樣的程式碼：

 1 public class Test {
 2 
 3 　　   public static void main(String args[]) {
 4 
 5 　　     String s = null;
 6 
 7 　　     for(int i = 0; i < 100; i++) {
 8 
 9 　　         s += "a";
10 　　    }
11 　　 } 
12 }

　　每做一次 + 就產生個StringBuilder物件，然後append後就扔掉。下次迴圈再到達時重新產生個StringBuilder物件，然後 append 字串，如此迴圈直至結束。如果我們直接採用 StringBuilder 物件進行 append 的話，我們可以節省 N - 1 次建立和銷燬物件的時間。所以對於在迴圈中要進行字串連線的應用，一般都是用StringBuffer或StringBulider物件來進行 append操作。

　　由於String類的immutable性質,這一說又要說很多，大家只 要知道String的例項一旦生成就不會再改變了，比如說：String str=”kv”+”ill”+” “+”ans”; 就是有4個字串常量，首先”kv”和”ill”生成了”kvill”存在記憶體中，然後”kvill”又和” ” 生成 “kvill “存在記憶體中，最後又和生成了”kvill ans”;並把這個字串的地址賦給了str,就是因為String的”不可變”產生了很多臨時變數，這也就是為什麼建議用StringBuffer的原 因了，因為StringBuffer是可改變的。

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"(即記憶體地址)有效，它迫使引用只能指向初始指向的那個物件，改變它的指向會導致編譯期錯誤。至於它所指向的物件 的變化，final是不負責的。

字串是一個特殊包裝類，其引用是存放在棧裡的，而物件內容必須根據建立方式不同定(常量池和堆).有的是編譯期就已經建立好，存放在字串常量池中，而有的是執行時才被建立，使用new關鍵字，存放在堆中。

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