JVM之StringTable

呦呦鹿鸣丶
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StringTable

1.String基本特性

  • String是final修饰的，不可被继承。
  • String实现了Serializable, Comparable接口，可以序列号和排序。
  • String在JDK8以前使用的是char[]，在JDK9改用了byte[]。
  • String的不可变性：String代表不可变的字符序列。
  • 字符串常量池不会存储相同内容的字符串。
    • String的StringPool是一个固定大小的Hashtable，JDK7以后默认大小长度是60013，如果存放的String非常多，就会导致Hash冲突，从而导致链表很长，影响调用intern()方法的性能。

2.String的内存分配

String和8种基本类型相同，为了使它们在运行中速度更快，更节省内存，都提供了一种常量池的概念。

常量池就类似一个Java系统级别提供的缓存。8中基本类型的常量池都是系统协调的，String类型的常量池比较特殊，它主要使用的方法有两种。

  • 直接使用""定义的字面量会直接存储到常量池。
  • 使用String提供的intern()方法。

String内存分配位置的调整过程：

  • JDK6及以前，字符串常量池放在永久代
  • JDK7字符串常量池放在了堆中
  • JDK８的永久代改为元空间，字符串常量池还是放在堆中。

3.String拼接

拼接规则：

  • 常量与常量的拼接结果在常量池，原理使编译期优化。
  • 常量池不会存在相同的内容
  • 只要其中有一个变量，结果就会存储到堆中。原理就是StringBuilder。注意：如果是常量(final)修饰的'变量'拼接，不会使用StringBuilder，依旧会使用编译期优化。
  • 如果使用intern()方法，如果常量池有这个字符串那么把这个地址返回，如果没有，就在字符串常量池创建这个字符串。

4.Intern()方法

概述：

如果不使用字面量的方式定义String对象，可以使用String提供的intern方法，Intern()方法会从字符串常量池查询当前字符串是否存在，如果不存在就会放入常量池中。在任意字符串对象上调用String.intern()方法，返回的结果都是指向哪个实例，必须是和常量形式出现的字符串实例完全相同。Intern方法就是确保了字符串对象在内存中只有一份拷贝，这样可以节约内存空间，加快字符串操作任务的执行速度。

从字节码指令的角度说明new String();到底创建了几个对象？

答：两个对象，其中下标0的地方在堆中创建了一个对象，下标4的时候在运行时常量池创建了一个对象。如果再严谨一点的回答是：先判断常量池是否已经有了当前字符串的对象，如果没有就在堆和常量池各创建一份，如果有就只会在堆中创建。注意：new String("1") + new String("1")这种写法只会在堆空间创建拼接后的字符串对象，不会在常量池创建，因为涉及到字符串拼接JVM会自动创建StringBuilder进行append操作，然后toString()返回，期间并不会生成常量池中的值。但是会在常量池创建单独new String("1") 的字符串"1"。

 /**
     *	字节码信息
     *  0 new #13 <java/lang/String>
     *  3 dup
     *  4 ldc #2 <abc>
     *  6 invokespecial #14 <java/lang/String.<init>>
     *  9 astore_1
     * 10 return
     */
    @Test
    public void test4() {
        String s1 = new String("abc");
    }

String.intern()面试题：下面代码的输出结果

public static void main(String[] args) {
    String s = new String("1");
    s.intern();
    String s2 = "1";
    System.out.println(s == s2);	//false

    String s3 = new String("1") + new String("1");		//注意：这行执行完后 常量池并没有"11"
    s3.intern();
    String s4 = "11";
    System.out.println(s3 == s4);	//jdk1.6=false  jdk1.7=true
}

答：首先第一个结果不管在哪个版本都是false，因为在new String("1")时，常量池中已经存在了"1"这个对象了，所以调用s.intern()方法不起作用，最后拿着堆空间对象的引用地址和常量中对象的地址比较，结果为·false·。 第二个结果在JDK6和JDK6以后的版本中结果不同，首先new String("1") + new String("1")没有放在常量池，并且JDK6中常量池不在堆空间，拿着new的对象和常量池的对象比较结果为false。JDK7及以后的版本，常量池的位置放在了堆空间，JVM对intern()方法优化，如果堆空间有一个相同的String对象，再次调用intern()方法就会把堆空间已经有的那个对象地址赋给常量池中的对象，所以结果为true。

Intern()方法总结：

  • JDK6中，将这个字符串尝试放入常量池中
    • 如果池中有这个字符串，那么不会放入，返回这个已有的地址。
    • 如果没有，会把该对象复制一份放入池中，并返回地址。
  • JDK及以后，将这个字符串尝试放入常量池中
    • 如果池中有这个字符串，那么不会放入，返回这个已有的地址。
    • 如果没有，会把对象的引用地址复制一份放入池中，并且返回这个引用地址。
  • 对于程序中大量的重复字符串时，使用Intern方法可以节省内存空间。存在String的垃圾回收行为。
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