深入了解java虚拟机（1）-内存方面的知识
一、java虚拟机内存各个区域总结
java虚拟机在运行时会把它管理的内存分为几个不同的数据区域，基本上可以分成两个部分，一个是由所有线程共享的数据区域，另外一个数据区域就是线程自身的数据区域。其中，共享的数据区域包括方法区和堆，线程自身的数据区域有程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈。
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程序计数器
程序计数器可以理解为当前线程执行字节码的指示器，即可以记录下一条要执行的字节码，此内存区域是唯一一个在java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError的区域。
虚拟机栈
java虚拟机栈是用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等，这里的局部变量表存储了编译期可知的各种基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用类型和returnAddress类型。这里的long和double类型的数据占用了2个局部变量空间（Slot），其余的数据类型只占用1个。在这个区域，会出现两种异常情况：一是StackOverFlowError，这是当线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度所抛出的异常，二是OutOfMemoryError，这是当无法申请到足够的内存时会抛出的异常。
本地方法栈
本地方法栈和虚拟机栈是类似的，区别在于虚拟机栈是为虚拟机执行java方法服务的，本地方法栈是为native方法服务的，对于sun hotspot虚拟机，就直接把本地方法栈和虚拟机栈合并到一起。
java堆
在虚拟机规范中，所有的对象实例以及数组都是在堆上分配的，但是现在随着jit编译期的发展以及逃逸分析技术的成熟，这个规定也不是绝对的了。java堆是垃圾收集器主要的收集区域，也就是我们平常gc的主要收集区域。
方法区
方法区一般用于存储被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。如果是HotSpot虚拟机，会把方法区称为“永生代”,但是像HotSpot这种做法，就更容易导致内存溢出的问题。在JDK1.7中，就把原本放在永生代的字符串常量池移出了。
运行时常量池
运行时常量池是方法区的一部分，运行时常量池对于Class文件常量池的一个重要特征是具备动态性，即常量不一定在编译期就产生，在运行期间也可以将新的常量放入池中，例如String类的intern()方法。
二、从jvm角度去理解equals和==的区别
（1）对于java基本类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double），应该使用“==”来比较，比较的是他们的值。对于复合类型，使用“==”比较的是它们的在内存中的存放地址，使用equals方法是比较对象在堆内存的地址，但在一些诸如String、Integer、Date类中把Object中的这个方法覆盖了，作用被覆盖为比较内容是否相同。由于jdk1.7已经把常量池从方法区移除来了，这里只总结jdk1.7之后的区别。（也会加上jdk6的比较，但是笔者没有去验证，仅引用其他人的结论）
（2）在jdk6，字符串常量池是在方法区，也就是说，对于字符串常量，是在方法区分配的内存，而在jdk7之后的版本，是在java堆分配的内存，跟对象实例是在同一个地方分配的内存。还有要记住一点，通过双引号定义的字符串是直接在字符串常量池产生的，而通过new Stirng()方法产生的字符串是在java堆分配空间的。
（1）利用“==”比较双引号定义的String类型
/**
* "=="对于复合类型是比较地址
*/
public void method1(){
String s1 = "hello";
String s2 = "hello";
System.out.println(s1 == s2);
}
结果：true，因为s1和s2引用的是同一个字符串，地址是一样的
（2）利用“equals”比较双引号定义的String类型
/**
* "equals"本来是比较地址，但是Sting重写了，变成比较值了
*/
public void method2(){
String s1 = "hello";
String s2 = "hello";
System.out.println(s1.equals( s2 ));
}
结果：true，equals比较的是值，固两者是一样的。
（3）双引号定义的字符串和new String()字符串的比较
public void method3(){
String s1 = "hello";
String s2 = new String("hello");
System.out.println(s1 == s2);
System.out.println(s1.equals( s2 ));
}
结果：false和true，我们重点来看这种情况。
1、对于第一句话，是先在栈中创建了一个String类型的对象引用变量s1，然后检查常量池是否有“hello”这个字符串了，
如果有，就让s1指向“hello”，如果没有，就先在常量池创建“hello”字符串，然后让s1指向“hello”。
2、对于第二句话，也是先在栈中创建了一个String类型的对象引用变量s2，然后在堆内存中创建一个对象（new string），
同时，如果字符串常量池没有该字符串，也会在常量池生成一个“hello”字符串。
在这里说明一下，对于jdk7，因为常量池已经在堆内存了，所以常量池不一定会放字符串本身，也可能是一个引用，引用堆内存里面的字符串，
这点，在下面的intern()方法会着重说明。
上面第三点所分配的内存示意图
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首先，先在栈创建了一个String类型的对象引用变量s1，然后检查常量池是否有“hello”这个字符串了，现在没有，然后就在常量池创建“hello”；接着，在栈创建了一个String类型的对象引用变量s2，在堆内存中创建一个对象，该对象存的就是“hello”字符串，所以s1和s2的地址是不一样的，但是值是一样的，使用“==”来判断地址的时候，就会输出false，而使用equlas来判断值的时候，就会输出true。
三、从jvm角度去理解String类的intern()方法。
首先，我们先要知道intern()方法的作用，intern()方法的目的在于复用字符串对象以节省内存，我们可以简单地理解为，对一个字符串使用intern()方法的时候，它会去字符串常量池查找该字符串是否已经存在，如果已经存在，就会直接返回常量池中的该字符串。
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我们可以直接看Stirng.intern()方法的api文档的解释，上图红框部分的意思是，当调用intern()方法的时候，如果常量池里已经包含一个字符串，并且该字符串等于调用intern()方法的字符串对象（两者是通过equals方法来判断是否相等的），就返回常量池中的字符串，否则，就把该字符串对象加入到常量池中，并且返回该字符串对象的引用，因此，对于两个字符串s和t，s.intern() == t.intern()当且仅当s.equals(t)为真。
jdk6的intern()方法详解
String s = new String("1");
String s2 = "1";
s.intern();
System.out.println(s == s2);
String s3 = new String("1") + new String("1");
String s4 = "11";
s3.intern();
System.out.println(s3 == s4);
在jdk6中，上面的结果都是false，解释如下：
先看前面四句话：
（1）s在堆内存创建了一个“1”对象，然后在字符串常量池也生成了一个“1”；
（2）s2发现字符串常量池已经有“1”了，然后就会直接指向“1”；
（3）s.intern()方法，会使得s的object对象指向常量池中的“1”
（4）所以，s和s2的地址是不一样的，所以第一个输出false。
再看后四句话：
（1）s3先在堆内存创建一个“1”对象，然后发现在字符串常量池已经有“1”了，就不会再次生成“1”，此时常量池是没有“11”字符串的。
（2）s4会在字符串常量池生成了一个“11”，然后让s4指向“11”
（3）s3.intern()方法，会使得s3的object对象指向常量池中的“11”
（4）所以，s3和s4的地址是也不一样的，所以第二个输出false。
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如果我们把intern()方法跟前面的代码调换，在jdk6中，返回的结果是一样的，都是false,这个就不分析了，这里跟前面不同的一点在于，调用s3.intern()方法时，由于常量池没有“11”字符串，就会在常量池创建“11”字符串。
String s = new String("1");
s.intern();
String s2 = "1";
System.out.println(s == s2);
String s3 = new String("1") + new String("1");
s3.intern();
String s4 = "11";
System.out.println(s3 == s4);
结论：这里无论调用还是不调用intern()方法，结果都是false，因为地址都是不一样的，但是在jdk7就不一样了。
jdk7的intern()方法详解
String s = new String("1");
String s2 = "1";
s.intern();
System.out.println(s == s2);
String s3 = new String("1") + new String("1");
String s4 = "11";
s3.intern();
System.out.println(s3 == s4);
在jdk7中，上面的情况也是返回两个false。从图片可以看出来，跟jdk6的情况基本上是一样的，没什么区别，这里就不注重解释，关键是下面把intern()方法跟上面代码调换一行的情况，就大大不同了。
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如果我们把intern()方法跟前面的代码调换，在jdk7中，返回的结果就不一样了。
String s = new String("1");
s.intern();
String s2 = "1";
System.out.println(s == s2);
String s3 = new String("1") + new String("1");
s3.intern();
String s4 = "11";
System.out.println(s3 == s4);
此时，第一个会输出false,但是，第二个会输出true，为什么呢，我们从下图来看看解释。
第一个输出跟前面一样，没什么区别，我们重点看看第二个输出true的情况：
（1）s3先在堆内存创建一个“1”对象，然后发现在字符串常量池已经有“1”了，就不会再次生成“1”
（2）调用s3.intern()方法，如果是jdk6,就会在字符串常量池创建一个“11”字符串了，但是，对于jdk7,由于常量池就在堆内存，此时可以直接使用堆内存里已经存在的“11”字符串，就是s3的object对象，也就是说，字符串常量池不会创建“11”字符串，它只会创建一个引用，该引用就是s3的object对象。
（3）s4也是直接指向了该引用，不会在常量池创建“11”字符串。
（4）所以，s3和s4的地址是一样的，所以输出true。
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结论：在jdk7中，字符串常量池已经不需要时刻保存一份字符串了，相反的，它可以保存一份引用，该引用指向堆内存的一个字符串对象即可。
对于java内存方面的知识就介绍到这里了，笔者对java内存的理解不深，上面所说如果有错误，欢迎指出。
参考资料
https://www.cnblogs.com/fengbs/p/7029013.html
http://blog.csdn.net/seu_calvin/article/details/52089040
http://blog.csdn.net/seu_calvin/article/details/52291082
