Java String 常量池理解

String：字符串常量池

做爲最基礎的引用數據類型，Java 設計者爲 String 提供了字符串常量池以提升其性能，那麼字符串常量池的具體原理是什麼，咱們帶着如下三個問題，去理解字符串常量池：

• 字符串常量池的設計意圖是什麼？

• 字符串常量池在哪裏？

• 如何操做字符串常量池？

字符串常量池的設計思想

1. 字符串的分配，和其餘的對象分配同樣，耗費高昂的時間與空間代價，做爲最基礎的數據類型，大量頻繁的建立字符串，極大程度地影響程序的性能

2. JVM爲了提升性能和減小內存開銷，在實例化字符串常量的時候進行了一些優化

• 爲字符串開闢一個字符串常量池，相似於緩存區

• 建立字符串常量時，首先堅持字符串常量池是否存在該字符串

• 存在該字符串，返回引用實例，不存在，實例化該字符串並放入池中

1. 實現的基礎

• 實現該優化的基礎是由於字符串是不可變的，能夠不用擔憂數據衝突進行共享

• 運行時實例建立的全局字符串常量池中有一個表，老是爲池中每一個惟一的字符串對象維護一個引用,這就意味着它們一直引用着字符串常量池中的對象，因此，在常量池中的這些字符串不會被垃圾收集器回收

代碼：從字符串常量池中獲取相應的字符串

String str1 = 「hello」;
String str2 = 「hello」;

System.out.printl（"str1 == str2" : str1 == str2 ) //true  

字符串常量池在哪裏

在分析字符串常量池的位置時，首先了解一下堆、棧、方法區：

 

堆

存儲的是對象，每一個對象都包含一個與之對應的class

JVM只有一個堆區(heap)被全部線程共享，堆中不存放基本類型和對象引用，只存放對象自己

對象的由垃圾回收器負責回收，所以大小和生命週期不須要肯定

棧

每一個線程包含一個棧區，棧中只保存基礎數據類型的對象和自定義對象的引用(不是對象)

每一個棧中的數據(原始類型和對象引用)都是私有的

棧分爲3個部分：基本類型變量區、執行環境上下文、操做指令區(存放操做指令)

數據大小和生命週期是能夠肯定的，當沒有引用指向數據時，這個數據就會自動消失

方法區

靜態區，跟堆同樣，被全部的線程共享

方法區中包含的都是在整個程序中永遠惟一的元素，如class，static變量

字符串常量池則存在於方法區

代碼：堆棧方法區存儲字符串

String str1 = 「abc」;
String str2 = 「abc」;
String str3 = 「abc」;
String str4 = new String(「abc」);
String str5 = new String(「abc」);

 

字符串對象的建立

面試題：String str4 = new String(「abc」) 建立多少個對象？

1. 在常量池中查找是否有「abc」對象

• 有則返回對應的引用實例

• 沒有則建立對應的實例對象

2. 在堆中 new 一個 String("abc") 對象

3. 將對象地址賦值給str4,建立一個引用

因此，常量池中沒有「abc」字面量則建立兩個對象，不然建立一個對象，以及建立一個引用

根據字面量，每每會提出這樣的變式題：

String str1 = new String("A"+"B") ; 會建立多少個對象? 
String str2 = new String("ABC") + "ABC" ; 會建立多少個對象?

str1：
字符串常量池："A","B","AB" : 3個
堆：new String("AB") ：1個
引用： str1 ：1個
總共 ： 5個

str2 ：
字符串常量池："ABC" : 1個
堆：new String("ABC") ：1個
引用： str2 ：1個
總共 ： 3個

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代碼：基礎類型的變量和常量，變量和引用存儲在棧中，常量存儲在常量池中

int a1 = 1;
int a2 = 1;
int a3 = 1;

public static int INT1 =1 ;
public static int INT2 =1 ;
public static int INT3 =1 ; 

 

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操做字符串常量池的方式

• JVM實例化字符串常量池時

String str1 = 「hello」;
String str2 = 「hello」;

System.out.printl（"str1 == str2" : str1 == str2 ) //true

• String.intern()

經過new操做符建立的字符串對象不指向字符串池中的任何對象，可是能夠經過使用字符串的intern()方法來指向其中的某一個。java.lang.String.intern()返回一個保留池字符串，就是一個在全局字符串池中有了一個入口。若是之前沒有在全局字符串池中，那麼它就會被添加到裏面

// Create three strings in three different ways.
String s1 = "Hello";
String s2 = new StringBuffer("He").append("llo").toString();
String s3 = s2.intern();

// Determine which strings are equivalent using the ==
// operator
System.out.println("s1 == s2? " + (s1 == s2)); // false
System.out.println("s1 == s3? " + (s1 == s3)); // true

補充：字面量和常量池初探

字符串對象內部是用字符數組存儲的，那麼看下面的例子:

String m = "hello,world";
String n = "hello,world";
String u = new String(m);
String v = new String("hello,world");

1. 會分配一個11長度的char數組，並在常量池分配一個由這個char數組組成的字符串，而後由m去引用這個字符串

2. 用n去引用常量池裏邊的字符串，因此和n引用的是同一個對象

3. 生成一個新的字符串，但內部的字符數組引用着m內部的字符數組

4. 一樣會生成一個新的字符串，但內部的字符數組引用常量池裏邊的字符串內部的字符數組，意思是和u是一樣的字符數組

使用圖來表示的話，狀況就大概是這樣的(使用虛線只是表示二者其實沒什麼特別的關係):

 

測試demo：

String m = "hello,world";
String n = "hello,world";
String u = new String(m);
String v = new String("hello,world");

System.out.println(m == n); //true 
System.out.println(m == u); //false
System.out.println(m == v); //false
System.out.println(u == v); //false 

結論：

• m和n是同一個對象

• m,u,v都是不一樣的對象

• m,u,v,n但都使用了一樣的字符數組，而且用equal判斷的話也會返回true

原文出處：https://segmentfault.com/a/1190000009888357#articleHeader0