Java中的栈、堆和方法区

一、栈内存：
栈又被称作堆栈，栈帧入栈为压栈，出栈为弹栈，遵循后进先出的原则。与之对应，队列遵循先进先出的原则。
1、 存放数据类型：
栈内存主要用于存放基本数据类型和对象的引用。而对象的数据访问，则是通过栈内存的指针，指向对应元素在堆内存中的位置实现的。
2、 线程机制：
栈内存不被线程共享。
3、 存取特征：
一级缓存，用过即回收。栈内存中的数据的大小和生存时间是固定的，因此存取速度快，仅次于位于CPU中的寄存器；但同时缺乏灵活性。
4、 销毁机制：
栈中没有垃圾回收机制，只有进栈和弹栈，进栈则分配内存，弹栈则释放内存。用完即丢。
5、每个方法执行时，该方法会建立自身的内存栈，也就是栈帧，以便于将该方法内定义的变量——局部变量加入到栈帧中，方法结束时，栈帧销毁，该方法内的局部变量也随之销毁。

二、堆内存：
1、 存放数据类型：
堆内存主要用于存放对象的实例。对象被创建（new）后，其实例存放于堆内存，其内的成员变量同时在堆内存分配空间，同时其内部出现方法的标记，而方法本体则指向方法区中。
2、 线程机制：
堆内存被所有线程共享。
3、 存取特征：
二级缓存，用过也需等待垃圾回收机制。堆内存中的数据大小和生存时间不必确定，空间不连续，因此比较灵活；但因为运行时要动态分配内存，所以存取速度较慢。堆内存如果没有空间分配，则会报出OutOfMemoryError异常。
4、 销毁机制：
对象实例本身存放于堆内存，并不会随方法结束而销毁，且可以被其他变量引用，只有当任何变量均不引用该对象时，垃圾回收机制才会在合适的时间点回收。

三、方法区：
1、存放数据类型：
方法区主要用于存放对象实例的类信息（对象的类型、父类、实现接口和方法本体等）、常量（常量池，内部含有字符串常量池）、静态（静态区，包含静态变量和静态方法）。
2、 线程机制：
方法区被所有线程共享。
3、 存取特征：
方法区中的数据大小和生存时间不必确定，空间不连续，因此比较灵活；但存取速度较慢。
4、 销毁机制：
方法区内同样存在垃圾回收机制。

由以上说明，得出结论：
1、类变量、成员变量和局部变量的生命周期
类变量：类信息，加载于方法区。随着程序运行而创建，随着程序结束而销毁。
成员变量：对象实例信息，加载于堆内存。随着对象的创建而创建，随着对象被JVM垃圾回收机制回收而销毁。
局部变量：方法内信息，加载于栈内存。随着方法调用而创建，随着方法调用的结束而销毁。

2、 对象的普通方法的调用过程
程序运行开始，类中的方法本体等类信息、静态和常量存储于方法区。
当类被创建出实例对象后，方法的标记、成员变量随着实例对象存储于堆内存。
当对象调用该方法时，该方法从栈内存中通过堆内存，最终指向方法区本体，然后在栈内存中快速创建，方法以栈帧的形式进栈，内部的局部变量开始被加载。

3、 静态的调用过程
静态调用时，判断为static，则直接指向方法区中的类的本身属性，接着，从方法区的静态区中取出结果。因此，静态方法和静态变量的访问过程，全程和对象无关。

4、字符串常量池对性能的提升：
（1）编译期便将字符串存放于常量池中。
（2）同样的字符串只占用一份，防止多次创建而消耗内存空间。
举例：
String a = “abc”;
String b = “abc”;
String c = new String(“abc”);
String d = new String(“abc”);
/*
等号比较的是地址值，equals方法比较的是实际值。
*/
System.out.println(a == b);
//因为字符串常量池的限定，为节省内存空间，a创建完"abc"后，会被存入字符串常量池；到了b创建"abc"时,发现字符串常量池中有该字符串，则直接调用，因此a和b指向同一个字符串，两者地址值必然相同，输出为true。
System.out.println(c == d);
//与上面不同，c和d两者均为新创建的字符串对象，地址值不同，因而输出为false。
System.out.println(c.equals(d));
//c和d比较实际值，必然相等，输出为true。

针对地址值，进行补充说明：
Java的对象中寄存着真正的地址值——内存地址，但是永远都不能输出出来。因为一旦对对象进行输出，会自动调用toString()方法，在未重写toString()方法时，则只能打印出类包名路径@hashcode——哈希地址。
哈希地址是数据在哈希表中的位置，是通过哈希算法散列得到；而内存地址是通过物理层面得到，由系统分配。
不同对象，内存地址不可能相同，而哈希地址有极小概率可能相同。
哈希地址是逻辑上确保唯一性，内存地址是物理上确保唯一性。
因为java无法真正调出内存地址值，因此其安全性很高。