Java 堆與棧深度解析：記憶體模型、String 常量池機制與對象創建策略

棧 vs 堆：核心對比

棧資料共享機制演示

int a = 3;
int b = 3;
// 編譯器：建立 a 參考 → 檢查棧有無 3 → 無則存入 → a 指向 3
// 處理 b：建立 b 參考 → 棧已有 3 → b 直接指向 3
// 結果：a、b 共指向同一個 3
a = 4; // 編譯器搜尋/建立 4，a 指向 4，b 不受影響

此共享由編譯器自動完成，節省空間。**與對象引用共享本質不同**：修改對象內部狀態會影響所有引用。

String 的特殊雙重創建機制

方式一：new String("abc")

• **堆中創建新對象**，每次調用必建新對象。
• 不檢查常量池，負擔較重。

方式二：String str = "abc"

• **棧中建立引用** → 檢查字串常量池（棧區一部分）有無 "abc" → 無則存入池 → 引用指向池中對象；有則直接指向。
• **多個相同字面值共用同一常量池對象**，節省記憶體、提升速度（JVM 自動優化）。

比較陷阱與最佳實踐

String s1 = "abc";
String s2 = "abc";
s1 == s2; // true（同一常量池對象）

String s3 = new String("abc");
String s4 = new String("abc");
s3 == s4; // false（不同堆對象）
s3.equals(s4); // true（內容相等）

• **比較內容用 equals()**
• **比較引用指向用 ==**

關鍵認知修正

String str = "abc" **不一定創建新對象**！可能只是指向現有常量池對象。唯有 new() 保證每次創建新對象。

效能建議

因 String 不可變，頻繁修改字串請用 StringBuffer/StringBuilder 避免大量臨時對象產生 GC 壓力。