java基礎：String — 字符串常量池與intern(二）

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學習資料：
String類API中文
深刻解析String#intern
Java 中new String("字面量") 中 "字面量" 是什麼時候進入字符串常量池的?
new一個String對象的時候，若是常量池沒有相應的字面量真的會去它那裏建立一個嗎？我表示懷疑。

經過上一篇的學習，咱們已經瞭解了String源碼的方法，這一章，咱們就經過Stirng.intern()方法來延伸，講一下String的其餘方面。

字符串字面量

字符串字面量是在 Java™語言規範的3.10.5. String 字面量中定義的 關於字面量通俗點解釋就是，使用雙引號""建立的字符串，在堆中建立了對象後其引用插入到字符串常量池中（jdk1.7後），能夠全局使用，遇到相同內容的字面量，就不須要再次建立。舉個例子：

//這就是建立了一個aaa字符串字面量
String a = "aaa";
//簡單來講，這就是建立了一個Stirng對象和一個aaa字符串字面量，後面會詳細討論
String a = new String("aaa")
複製代碼

字符串常量池

java中常量池的概念主要有三個：全局字符串常量池，class文件常量池，運行時常量池。咱們如今所說的就是全局字符串常量池，在下文中可能會簡稱常量池。對這個想弄明白的同窗能夠看這篇Java中幾種常量池的區分。

字符串常量池裏面存的究竟是對象，仍是引用呢？我查了不少資料，最後根據本身的測試和查到的各類說法，認爲在jdk1.7後字符串常量池中存的是引用。在new一個String對象的時候，若是常量池沒有相應的字面量真的會去它那裏建立一個嗎？我表示懷疑。問題中，R大的回答解答了我:

至於說： 以前一直有個結論就是：當建立一個string對象的時候，去字符串常量池看是否有相應的字面量，若是沒有就建立一個。 這個說法歷來都不正確。 對象在堆裏。常量池存引用。

這個字符串常量池的位置也是隨着jdk版本的不一樣而位置不一樣。在jdk6中，常量池的位置在永久代（方法區）中，此時常量池中存儲的是對象。在jdk7中，常量池的位置在堆中，此時，常量池存儲的就是引用了。在jdk8中，永久代（方法區）被元空間取代了。這裏就引出了一個很常見很經典的問題，看下面這段代碼。

@Test
    public void test(){
        String s = new String("2");
        s.intern();
        String s2 = "2";
        System.out.println(s == s2);


        String s3 = new String("3") + new String("3");
        s3.intern();
        String s4 = "33";
        System.out.println(s3 == s4);
    }

jdk6
false
false

jdk7
false
true
複製代碼

這段代碼在jdk6中輸出是false false，可是在jdk7中輸出的是false true。咱們經過圖來一行行解釋。

JDK1.6

String s = new String("2");建立了兩個對象，一個在堆中的StringObject對象，一個是在常量池中的「2」對象。
s.intern();在常量池中尋找與s變量內容相同的對象，發現已經存在內容相同對象「2」，返回對象2的地址。
String s2 = "2";使用字面量建立，在常量池尋找是否有相同內容的對象，發現有，返回對象"2"的地址。
System.out.println(s == s2);從上面能夠分析出，s變量和s2變量地址指向的是不一樣的對象，因此返回false

String s3 = new String("3") + new String("3");建立了兩個對象，一個在堆中的StringObject對象，一個是在常量池中的「3」對象。中間還有2個匿名的new String("3")咱們不去討論它們。
s3.intern();在常量池中尋找與s3變量內容相同的對象，沒有發現「33」對象，在常量池中建立「33」對象，返回「33」對象的地址。
String s4 = "33";使用字面量建立，在常量池尋找是否有相同內容的對象，發現有，返回對象"33"的地址。
System.out.println(s3 == s4);從上面能夠分析出，s3變量和s4變量地址指向的是不一樣的對象，因此返回false

JDK1.7

String s = new String("2");建立了兩個對象，一個在堆中的StringObject對象，一個是在堆中的「2」對象，並在常量池中保存「2」對象的引用地址。
s.intern();在常量池中尋找與s變量內容相同的對象，發現已經存在內容相同對象「2」，返回對象「2」的引用地址。
String s2 = "2";使用字面量建立，在常量池尋找是否有相同內容的對象，發現有，返回對象「2」的引用地址。
System.out.println(s == s2);從上面能夠分析出，s變量和s2變量地址指向的是不一樣的對象，因此返回false

String s3 = new String("3") + new String("3");建立了兩個對象，一個在堆中的StringObject對象，一個是在堆中的「3」對象，並在常量池中保存「3」對象的引用地址。中間還有2個匿名的new String("3")咱們不去討論它們。
s3.intern();在常量池中尋找與s3變量內容相同的對象，沒有發現「33」對象，將s3對應的StringObject對象的地址保存到常量池中，返回StringObject對象的地址。
String s4 = "33";使用字面量建立，在常量池尋找是否有相同內容的對象，發現有，返回其地址，也就是StringObject對象的引用地址。
System.out.println(s3 == s4);從上面能夠分析出，s3變量和s4變量地址指向的是相同的對象，因此返回true。

再來一段變種代碼
經過上面的逐句分析，應該都瞭解了爲何兩個版本的jdk返回值會不同了。那咱們稍稍改變一下上面代碼中的語句順序，將intern方法與字面量賦值語句調換順序：

String s = new String("2");
        String s2 = "2";
        s.intern();
        System.out.println(s == s2);

        String s3 = new String("3") + new String("3");
        String s4 = "33";
        s3.intern();
        System.out.println(s3 == s4);
複製代碼

答案是多少呢，你們能夠稍微思考一下再往下看：

jdk6
false
false

jdk7
false
false
複製代碼

原理很簡單，由於在調用intern方法前，先使用了字面量賦值語句，因此在常量池中都存在了與變量相同內容的對象（jdk1.6）或對象的引用（jdk1.7+），此時再調用intern方法，就會發現常量池裏的對象地址和變量的地址不是指向同一個對象，天然就false了。對於這段不懂的同窗能夠評論，我看需不須要再畫一次結構圖和逐句解釋。

字面量是什麼時候進入常量池

經過上面兩段代碼，咱們發現調用intern方法和字面量賦值的順序是很重要的。咱們將上面兩段代碼都經過javap命令查看其字節碼，發如今class類常量池中都有「33」。這說明在運行時，class常量池裏的常量並不會直接所有加入到全局常量池中，那這是在何時加入的呢？我搜到了下面大神的回答 new String(「字面量」) 中 「字面量」 是什麼時候進入字符串常量池的?

簡單來講：

• HotSpot VM的實現來講，加載類的時候，那些字符串字面量會進入到當前類的運行時常量池，不會進入全局的字符串常量池 ;

• 在字面量賦值的時候，會翻譯成字節碼ldc指令，ldc指令觸發lazy resolution動做

  • 到當前類的運行時常量池（runtime constant pool，HotSpot VM裏是ConstantPool + ConstantPoolCache）去查找該index對應的項
  • 若是該項還沒有resolve則resolve之，並返回resolve後的內容。
  • 在遇到String類型常量時，resolve的過程若是發現StringTable已經有了內容匹配的java.lang.String的引用，則直接返回這個引用;
  • 若是StringTable裏還沒有有內容匹配的String實例的引用，則會在Java堆裏建立一個對應內容的String對象，而後在StringTable記錄下這個引用，並返回這個引用出去。

String「+」符號的實現

在咱們使用中常常會用到+符號來拼接字符串，可是這個+符號在String中的實現仍是有講究的。若是是相加含有String對象，則底部是使用StringBuilder實現的拼接的

String str1 ="str1";
String str2 ="str2";
String str3 = str1 + str2;
複製代碼

若是相加的參數只有字面量或者常量或基礎類型變量，則會直接編譯爲拼接後的字符串。

String str1 =1+"str2"+"str3"；
複製代碼

這裏有個小細節
若是使用字面量拼接的話，java常量池裏是不會保存拼接的參數的，而是直接編譯成拼接後的字符串保存，咱們看看這段代碼：

String str1 = new String("aa"+"bb");
        //String str3 = "aa";
        String str2 = new StringBuilder("a").append("a").toString();
        System.out.println(str2==str2.intern());
複製代碼

這段代碼的輸出是true。能夠得知，在str1變量的建立中，雖然咱們用了字面量「aa」，可是咱們常量池裏並無aa，因此str2==str.intern()纔會返回true。若是咱們去掉str3的註釋，從新運行，就會輸出false。

我的疑問

我在學習的過程當中，遇到了一個疑問，怎麼都查不到是爲何，你們若是看到這裏，能夠順手寫一下這段代碼，看是否是也會遇到這樣的問題。

public static void main(String[] args){
        String s3 = new String("1") + new String("1");
        s3.intern();
        String s4 = "11";
        System.out.println(s3 == s4);
    }
複製代碼

@Test
    public void test7(){
        String s3 = new String("1") + new String("1");
        s3.intern();
        String s4 = "11";
        System.out.println(s3 == s4);
    }
複製代碼

如上所示，分別在test環境和main方法裏運行相同代碼，此時main函數裏返回true，test環境下倒是返回false。按邏輯這裏應該是返回true纔對。可是我測試了將參數「1」改成「2「」或者「3」，二者返回的都是true。