12、JVM入门学习日记(day12)--StringTable概述

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StringTable概述

参考www.moguit.cn

1、String概述

1.1、String的基本特性

  • String:字符串,java中使用一对 "" 引起来表示

    String s1 = "mogublog" ; // 字面量的定义方式
    String s2 = new String("moxi");
    
  • string如果声明为final的,则不可被继承

  • String实现了Serializable接口:表示字符串是支持序列化的。实现了Comparable接口:表示string可以比较大小

  • string在jdk8及以前内部定义了final char[] value用于存储字符串数据(C语言中字符串就是用char型数组来表示的)。JDK9时改为byte[]

1.2、为什么JDK9改变了结构

String类的当前实现将字符存储在char数组中,每个字符使用两个字节(16位)。从许多不同的应用程序收集的数据表明,字符串是使用的主要组成部分。而且,大多数字符串对象只包含拉丁字符。这些字符只需要一个字节的存储空间,因此这些字符串对象的内部char数组中有一半的空间将不会使用。

我们建议改变String类的内部表示,即从utf - 16字符数组到字节数组加上一个encoding-flag字段。新的String类将根据字符串的内容存储编码为ISO-8859-1/Latin-1(每个字符一个字节)或UTF-16(每个字符两个字节)的字符。编码标志将指示使用哪种编码。

结论:String再也不用char[] 来存储了,改成了byte [] 加上编码标记,节约了一些空间

// 之前
private final char value[];
// 之后
private final byte[] value

同时基于String的数据结构,例如StringBuffer和StringBuilder也同样做了修改

1.3、String的不可变性

String:代表不可变的字符序列。简称:不可变性。

  • 当对字符串重新赋值时,需要重新开辟一个内存区域赋值,不能使用原有的value进行赋值。
  • 当对现有的字符串进行连接操作时,也需要重新指定内存区域赋值,不能使用原有的value进行赋值。
  • 当调用string的replace()方法修改指定字符或字符串时,也需要重新指定内存区域赋值,不能使用原有的value进行赋值。
  • 通过字面量的方式(区别于new)给一个字符串赋值,此时的字符串值声明在字符串常量池中。

代码

/**
 * String的不可变性
 */
public class StringTest1 {

    public static void test1() {
        // 字面量定义的方式,“abc”存储在字符串常量池中,字符串常量池不可能有相同的字符串放在一起
        String s1 = "abc"; //字符串常量池没有abc,就直接放进去
        String s2 = "abc"; //已经有abc了,就共用一个
        System.out.println(s1 == s2);  //true,比较地址值,都指向常量池的一个abc,所以相等
        s1 = "hello"; //不是对s1原来的值进行覆盖,是重新开辟一个内存赋值,改变s1的指向
        System.out.println(s1 == s2); //false
        System.out.println(s1); //hello
        System.out.println(s2);
        System.out.println("----------------");
    }

    public static void test2() {
        String s1 = "abc";
        String s2 = "abc";
        // 只要进行了修改,就会重新创建一个对象,原有的字符串不会变,这就是不可变性
        s2 += "def";
        System.out.println(s1); //abcdef
        System.out.println(s2); //abc
        System.out.println("----------------");
    }

    public static void test3() {
        String s1 = "abc";
        //开辟了一个新区域,将s1的值变成mbc,指向了s2(新字符串),s1的指向还是指向abc
        String s2 = s1.replace('a', 'm');
        System.out.println(s1);
        System.out.println(s2);
    }

    public static void main(String[] args) {
        test1();
        test2();
        test3();
    }
}

运行结果

true
false
hello
abc
----------------
abc
abcdef
----------------
abc
mbc

1.4、面试题

public class StringExer {
    String str = new String("good");
    char [] ch = {'t','e','s','t'};

    public void change(String str, char ch []) {
        str = "test ok";
        ch[0] = 'b';
    }

    public static void main(String[] args) {
        StringExer ex = new StringExer();
        ex.change(ex.str, ex.ch);
        System.out.println(ex.str);//good,值传递,方法里面的str只不过是一个拷贝的副本,可以看做是str1,只是两者都指向good罢了
        System.out.println(ex.ch); //best,也是值传递,不过拷贝的是引用类型的地址
    }
}

输出结果:体现了String的不可变性,其他对象可以通过地址去修改。

good
best  

补充:为什么大家都说Java中只有值传递?

zhuanlan.zhihu.com/p/102048219

1.5、注意

字符串常量池是不会存储相同内容的字符串的

String的string Pool是一个固定大小的Hashtable,默认值大小长度是1009。如果放进string Pool的string非常多,就会造成Hash冲突严重,从而导致链表会很长,而链表长了后直接会造成的影响就是当调用string.intern时性能会大幅下降。

使用-XX:StringTablesize可设置stringTab1e的长度

在jdk6中stringTable是固定的,就是1009的长度,所以如果常量池中的字符串过多就会导致效率下降很快。stringTablesize设置没有要求

在jdk7中,stringTable的长度默认值是60013,

在JDK8中,StringTable可以设置的最小值为1009

2、String的内存分配

在Java语言中有8种基本数据类型和一种比较特殊的类型string。这些类型为了使它们在运行过程中速度更快、更节省内存,就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种基本数据类型的常量池都是系统协调的,string类型的常量池比较特殊。它的主要使用方法有两种。

(1)直接使用双引号声明出来的String对象会直接存储在常量池中。

  • 比如:string info="atguigu.com";

(2)如果不是用双引号声明的string对象,可以使用string提供的intern()方法来将字符串显示的放到常量池。

Java 6及以前,字符串常量池存放在永久代,Java 7中 oracle的工程师对字符串池的逻辑做了很大的改变,即将字符串常量池的位置调整到Java堆内

  • 所有的字符串都保存在堆(Heap)中,和其他普通对象一样,这样可以让你在进行调优应用时仅需要调整堆大小就可以了。
  • 字符串常量池概念原本使用得比较多,但是这个改动使得我们有足够的理由让我们重新考虑在Java 7中使string.intern()

Java8元空间,字符串常量在堆

image-20200711093546398

image-20200711093558709

可以看出,字符串常量池和静态变量都在堆中,且静态变量是和class对象在一起的

为什么StringTable从永久代调整到堆中

在JDK 7中,interned字符串不再在Java堆的永久生成中分配,而是在Java堆的主要部分(称为年轻代和年老代)中分配,与应用程序创建的其他对象一起分配。此更改将导致驻留在主Java堆中的数据更多,驻留在永久生成中的数据更少,因此可能需要调整堆大小。由于这一变化,大多数应用程序在堆使用方面只会看到相对较小的差异,但加载许多类或大量使用字符串的较大应用程序会出现这种差异。intern()方法会看到更显著的差异。

  • 永久代的默认比较小
  • 永久代垃圾回收频率低

3、String的基本操作

Java语言规范里要求完全相同的字符串字面量,应该包含同样的Unicode字符序列(包含同一份码点序列的常量),并且必须是指向同一个String类实例。

class Memory {
    public static void main(String[] args) {//line 1
        int i = 1;//line 2
        Object obj = new Object();//line 3
        Memory mem = new Memory();//line 4
        mem.foo(obj);//line 5
    }//line 9

    private void foo(Object param) {//line 6
        String str = param.toString();//line 7
        System.out.println(str);
    }//line 8
}

图解:

image.png

在第7行创建了一个字符串,放在了常量池中,string.toString()返回的是字符串拼接后的结果,由于没有创建新字符串对象,所以直接放在常量池。

4、字符串拼接操作

4.1、练习

  • 常量与常量的拼接结果在常量池,原理是编译期优化
  • 常量池中不会存在相同内容的变量
  • 只要其中有一个是变量,结果就在中(常量池外的堆区域)。变量拼接的原理是StringBuilder
  • 如果拼接的结果调用intern()方法,则会主动将常量池中还没有的字符串对象放入池中,并返回此对象地址
public static void test1() {
    String s1 = "a" + "b" + "c";  // 编译期优化:等同于"abc",创放在了常量池
    String s2 = "abc"; // abc已经存放在常量池,直接将常量池存在的abc的地址返回
    /**
    * 最终java编译成.class,再执行.class
    */
    System.out.println(s1 == s2); // true,因为存放在字符串常量池,对于引用类型来说比较的是地址值
    System.out.println(s1.equals(s2)); // true。equals比较内容
}

public static void test2() {
    String s1 = "javaEE";
    String s2 = "hadoop";
    String s3 = "javaEEhadoop";
    String s4 = "javaEE" + "hadoop"; //s1-s4都指向字符串常量池中的同一个地址
    
    //如果拼接符号的前后出现了变量,则相当于在堆空间(常量池外的内存区域)中new String()造了新对象,具体的内容为拼接的结果:javaEEhadoop
    String s5 = s1 + "hadoop";
    String s6 = "javaEE" + s2;
    String s7 = s1 + s2;

    System.out.println(s3 == s4); // true
    System.out.println(s3 == s5); // false
    System.out.println(s3 == s6); // false
    System.out.println(s3 == s7); // false
    System.out.println(s5 == s6); // false
    System.out.println(s5 == s7); // false
    System.out.println(s6 == s7); // false

     //intern():判断字符串常量池中是否存在javaEEhadoop值,如果存在,则返回常量池中javaEEhadoop的地址;
    //如果字符串常量池中不存在javaEEhadoop,则在常量池中加载一份javaEEhadoop,并返回此对象的地址。
    String s8 = s6.intern(); //和字符串常量池中的变量指向同一个地址
    System.out.println(s3 == s8); // true,指向同一个地址
}

从上述的结果我们可以知道:

  • 如果拼接符号的前后出现了变量,则相当于在堆空间中new String(),具体的内容为拼接的结果
  • 而调用intern方法,则会判断字符串常量池中是否存在JavaEEhadoop值,如果存在则返回常量池中的值,否者就在常量池中创建

4.2、底层原理

如果连接符号两边都是变量,则拼接操作的底层其实使用了StringBuilder。在JDK5之后,使用的是StringBuilder,在JDK5之前使用的是StringBuffer

@Test
public void test3(){
    String s1 = "a";
    String s2 = "b";
    String s3 = "ab";
    String s4 = s1 + s2; //ab,相当于在堆空间(常量池外的内存区域)中new String()造了新对象
    System.out.println(s3 == s4);//false
}

原理:

image.png

s1 + s2的执行细节

- StringBuilder s = new StringBuilder();
- s.append(s1);
- s.append(s2);
- s.toString(); -> 类似于new String("ab");

字符串拼接操作不一定使用的是stringBuilder! 如果拼接符号左右两边都是字符串常量(final)常量引用,则仍然使用编译期优化,即非stringBuilder 的方式。

注意,我们左右两边如果是变量的话,就是需要new StringBuilder进行拼接,但是如果使用的是final修饰,则是直接从常量池中获取。所以说拼接符号左右两边都是字符串常量或常量引用则仍然使用编译器优化。也就是说被final修饰的变量,将会变成常量,类和方法将不能被继承(加入final修饰的变量在编译器就已经被赋值了)

在开发中,针对于final修饰类、方法、基本数据类型、引用数据类型的量的结构时,能使用上final的时候建议使用上

public static void test4() {
    final String s1 = "a";
    final String s2 = "b";
    String s3 = "ab";
    String s4 = s1 + s2;
    System.out.println(s3 == s4);
}

运行结果

true

4.3、String、StringBuilder和StringBuffer的特点

String的值是不可变的,这就导致每次对String的操作都会生成新的String对象,不仅效率低下,而且浪费大量优先的内存空间

StringBuffer是可变类,和线程安全的字符串操作类,任何对它指向的字符串的操作都不会产生新的对象。每个StringBuffer对象都有一定的缓冲区容量,当字符串大小没有超过容量时,不会分配新的容量,当字符串大小超过容量时,会自动增加容量

StringBuffer ( 内部有维护ArrayList ) 和StringBuilder类功能基本相似,主要区别在于StringBuffer类的方法是多线程、安全的,而StringBuilder不是线程安全的,相比而言,StringBuilder类会略微快一点。对于经常要改变值的字符串应该使用StringBuffer和StringBuilder类。

线程安全

  • StringBuffer 线程安全
  • StringBuilder 线程不安全

速度

一般情况下,速度从快到慢:StringBuilder>StringBuffer>String,这种比较是相对的,不是绝对的。

总结

  • 如果要操作少量的数据用 = String
  • 单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据 = StringBuilder
  • 多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据 = StringBuffer

4.4、拼接操作和append性能对比

体会执行效率:通过StringBuilderappend()的方式添加字符串的效率要远高于使用String的字符串拼接方式!

public static void method1(int highLevel) {
    String src = "";
    for (int i = 0; i < highLevel; i++) {
        src += "a"; // 每次循环都会创建一个StringBuilder对象
    }
}

public static void method2(int highLevel) {
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    for (int i = 0; i < highLevel; i++) {
        sb.append("a");
    }
}

@Test
public void test6(){
    long start = System.currentTimeMillis();
    // method1(100000);//4014
    method2(100000);//7
    long end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("花费的时间为:" + (end - start));
}

方法1耗费的时间:4014ms,方法2消耗时间:7ms

结论:

  • 通过StringBuilder的append()方式添加字符串的效率,要远远高于String的字符串拼接方法

好处

  • StringBuilder的append的方式,自始至终只创建一个StringBuilder的对象
  • 对于字符串拼接的方式,还需要创建很多StringBuilder对象和调用toString时候创建的String对象
  • 内存中由于创建了较多的StringBuilder和String对象,内存占用过大,如果进行GC那么将会耗费更多的时间

方式2改进的空间

  • 我们使用的是StringBuilder的空参构造器,默认的字符串容量是16,然后将原来的字符串拷贝到新的字符串中, 我们也可以默认初始化更大的长度,减少扩容的次数
  • 因此在实际开发中,如果基本确定前前后后需要添加的字符串不高于某个限定值highLevel ,那么建议使用构造器实例化创建一个阈值的长度
  • StringBuilder s = new StringBuilder(highLevel);//new char[highLevel]

5、intern()的使用

intern是一个native方法,调用的是底层C的方法,字符串池最初是空的,由String类私有地维护。在调用intern方法时,如果池中已经包含了由equals(object)方法确定的与该字符串对象相等的字符串,则返回池中的字符串。否则,该字符串对象将被添加到池中,并返回对该字符串对象的引用。

如果不是用双引号声明的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中查询当前字符串是否存在,若不存在就会将当前字符串放入常量池中,并返回此对象地址。

比如:

String myInfo = new string("I love atguigu").intern();

也就是说,如果在任意字符串上调用string.intern方法,那么其返回结果所指向的那个类实例,必须和直接以常量形式出现的字符串实例完全相同。因此,下列表达式的值必定是true

"a"+"b"+"c").intern()=="abc"

通俗点讲,Interned string就是确保字符串在内存里只有一份拷贝,这样可以节约内存空间,加快字符串操作任务的执行速度。注意,这个值会被存放在字符串内部池(String Intern Pool)

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        String a = new String("a").intern(); //intern方法将a显示的放入常量池中,此时变量a指向常量池中的字符串a
        String b = "a";
        System.out.println(a == b);// true

        String c = new String("h"); //在堆中new了一个新对象,同时放了一个h在常量池中
        String d = "h"; //直接从常量池中的h拿
        System.out.println(c == d);// false,因为两者的指向不一样,一个指向堆,一个指向常量池
    }
}

**如何保证变量s指向的是字符串常量池中的数据呢?**有两种方式:

  • 方式一: String s = “shkstart”;//字面量定义的方式
  • 方式二: 调用intern()
    • String s = new String(“shkstart”).intern();
    • String s = new StringBuilder(“shkstart”).toString().intern();

6、面试题

6.1、new String("ab")会创建几个对象

/**
 * new String("ab") 会创建几个对象? 看字节码就知道是2个对象
 */
public class StringNewTest {
    public static void main(String[] args) {
        String str = new String("ab");
    }
}

我们转换成字节码来查看

 0 new #2 <java/lang/String>
 3 dup
 4 ldc #3 <ab>
 6 invokespecial #4 <java/lang/String.<init>>
 9 astore_1
10 return

这里面就是两个对象,一个在堆空间,一个在字符串常量池中的ab

  • 一个对象是:new关键字在堆空间中创建
  • 另一个对象:字符串常量池中的对象ab--ldc

6.2、new String("a") + new String("b") 会创建几个对象

public class StringNewTest {
    public static void main(String[] args) {
        String str = new String("a") + new String("b");
    }
}

字节码文件为

 0 new #2 <java/lang/StringBuilder>
 3 dup
 4 invokespecial #3 <java/lang/StringBuilder.<init>>
 7 new #4 <java/lang/String>
10 dup
11 ldc #5 <a>
13 invokespecial #6 <java/lang/String.<init>>
16 invokevirtual #7 <java/lang/StringBuilder.append>
19 new #4 <java/lang/String>
22 dup
23 ldc #8 <b>
25 invokespecial #6 <java/lang/String.<init>>
28 invokevirtual #7 <java/lang/StringBuilder.append>
31 invokevirtual #9 <java/lang/StringBuilder.toString>
34 astore_1
35 return

我们创建了6个对象

  • 对象1:new StringBuilder()--在堆里面
  • 对象2:new String("a")
  • 对象3:常量池的 a
  • 对象4:new String("b")
  • 对象5:常量池的 b
  • 对象6:toString中会创建一个new String("ab"),从而堆中会new一个ab出来
    • 调用StringBuilder.toString方法,不会在常量池中生成ab

6.3、intern的使用:JDK6和JDK7

JDK6中

public class StringIntern {
	public static void main(String[] args) {
		String s = new String("1"); // 在常量池中已经有1了,new了一个s,并且放了一个1在常量池
		String s1 = s.intern(); //调用此方法之前,字符串常量池中已经存在了"1"		
		String s2 = "1";  //常量池中的那个1
        
		//s  指向堆空间"1"的内存地址
		//s1 指向字符串常量池中"1"的内存地址
		//s2 指向字符串常量池已存在的"1"的内存地址  所以 s1==s2
		System.out.println(s == s2); // jdk6 :false jdk7/8:false
		System.out.println(s1 == s2); //jdk6: true   jdk7/8:true
		System.out.println(System.identityHashCode(s));//491044090	
		System.out.println(System.identityHashCode(s1));//644117698
		System.out.println(System.identityHashCode(s2));//644117698

		
        //s3变量指向的地址为:new String("11"),即堆中的地址
		String s3 = new String("1") + new String("1");
		//执行完上一行代码以后,字符串常量池中,是否存在"11"呢?答案:不存在!!
	
		s3.intern();  //在字符串常量池中生成"11"。如何理解:
        //jdk6:创建了一个新的对象"11",也就有新的地址。
		//jdk7:此时常量中并没有创建"11",而是创建一个指向堆空间中new String("11")的地址
        
		//s4变量记录的地址:使用的是上一行代码代码执行时,在常量池中生成的"11"的地址
		String s4 = "11";
		System.out.println(s3 == s4);//jdk6:false  jdk7/8:true
	}
}

对于上述代码,前后最主要的区别就在与创建变量s时,有在字符串常量池中创建对象,而创建变量s3时没有。在String s = new String("a") + new String("b")这种情况下就会在堆空间中创建一个字符串对象,而字符串常量池中没有。那么我们此时调用s.intern()在jdk7/8中,就会发生上述直接在字符串常量池中记录指向堆空间中字符串对象的引用的情况

image.png

JDK7中

String s = new String("1");
s.intern();
String s2 = "1";
System.out.println(s == s2); // false

String s3 = new String("1") + new String("1");
s3.intern();
String s4 = "11";
System.out.println(s3 == s4); // true

image-20200711145925091

6.4、扩展

jdk1.8版本:

String s3 = new String("1") + new String("1"); //堆中一个11对象,常量池中没有
String s4 = "11";  // 创建字符串11放在常量池中
s3.intern();  // 然后s3就会从常量池中找,发现有了,就什么事情都不做
System.out.println(s3 == s4);//false

//s3指向堆中的地址
//s4指向常量池

我们将 s4的位置向上移动一行,发现变化就会很大,最后得到的是 false

6.5、总结string的intern()的使用:

JDK1.6中,将这个字符串对象尝试放入串池。

  • 如果串池中有,则并不会放入。返回已有的串池中的对象的地址
  • 如果没有,会把此对象复制一份,放入串池,并返回串池中的对象地址

JDK1.7起,将这个字符串对象尝试放入串池。

  • 如果串池中有,则并不会放入。返回已有的串池中的对象的地址
  • 如果没有,则会把对象的引用地址复制一份,放入串池,并返回串池中的引用地址

6.6、练习

练习1:

public class StringIntern1 {
    public static void main(String[] args) {
        //StringIntern.java中练习的拓展:
        String s3 = new String("1") + new String("1");//new String("11")
        //执行完上一行代码以后,字符串常量池中,是否存在"11"呢?答案:不存在!!
        String s4 = "11";//在字符串常量池中生成对象"11"
        String s5 = s3.intern();// 此时“11”存在在字符串常量池中,所以s5指向字符串常量池
        System.out.println(s3 == s4);//false
        System.out.println(s5 == s4);//true
        System.out.println(s5 == s3);//false
    }
}

练习2:

public class StringExer2 {
    public static void main(String[] args) {
//        String s1 = new String("ab");//执行完以后,会在字符串常量池中会生成"ab",false
        String s1 = new String("a") + new String("b");执行完以后,不会在字符串常量池中会生成"ab",true
        s1.intern();
        String s2 = "ab";
        System.out.println(s1 == s2);
    }
}

练习3:

image-20200711150859709

  • 在JDK6中,在字符串常量池中创建一个字符串 “ab”
  • 在JDK8中,在字符串常量池中没有创建 “ab”,而是将堆中的地址复制到 串池中。

所以上述结果,在JDK6中是:

true
false

在JDK8中是,串池中没有创建字符串ab,而是创建一个引用指向new strring(ab),将此引用返回给s2。所以s2=s

true
true

image-20200711151326909

练习4:

针对下面这题,在JDK6和8中表现的是一样的

image-20200711151433277

7、intern的空间效率测试

/**
* 使用intern()测试执行效率:空间使用上
* <p>
* 结论:对于程序中大量存在存在的字符串,尤其其中存在很多重复字符串时,使用 intern() 可以节省内存空间。
*/
public class StringIntern2 {
    static final int MAX_COUNT = 1000 * 10000;
    static final String[] arr = new String[MAX_COUNT];
 
    public static void main(String[] args) {
        Integer[] data = new Integer[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
 
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < MAX_COUNT; i++) {
            //arr[i] = new String(String.valueOf(data[i % data.length]));
             arr[i] = new String(String.valueOf(data[i % data.length])).intern();
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("花费的时间为:" + (end - start));
 
        try {
            Thread.sleep(1000000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.gc();
    }
}

不用 intern花费的时间为:6212,使用 intern花费的时间为:1392。通过测试一下,使用了intern和不使用的时候,其实相差还挺多的

结论:对于程序中大量使用存在的字符串时,尤其存在很多已经重复的字符串时,使用intern()方法能够节省内存空间。大的网站平台,需要内存中存储大量的字符串。比如社交网站,很多人都存储:北京市、海淀区等信息。这时候如果字符串都调用intern() 方法,就会很明显降低内存的大小,并提高执行效率。

8、StringTable的垃圾回收

/**
 * String的垃圾回收
 * -Xms15m -Xmx15m -XX:+PrintStringTableStatistics -XX:+PrintGCDetails
 */
public class StringGCTest {    
    public static void main(String[] args) {        
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {            
            String.valueOf(i).intern();  //相当于上面的一样的      
        }    
    }
}

执行之后字符串常量池中只有 60000 多个对象,因为进行了垃圾回收,查看打印信息,打印出了GC日志信息

image.png

9、G1 中的 String 去重操作

官方说明openjdk.java.net/jeps/192

注意这里说的重复,指的是在堆中的数据,而不是常量池中的,因为常量池中的本身就不会重复

String str1 = new String("hello"); String str2 = new String("hello"); 是指这个堆中的对象去重

9.1、描述

背景:对许多 Java 应用(有大的也有小的)做的测试得出以下结果:

  • 堆存活数据集合里面 string 对象占了 25%
  • 堆存活数据集合里面重复的 string 对象有 13.5%
  • string 对象的平均长度是 45

许多大规模的 Java 应用的瓶颈在于内存,测试表明,在这些类型的应用里面,Java 堆中存活的数据集合差不多 25% 是 String 对象。更进一步,这里面差不多一半 String 对象是重复的,重复的意思是说: stringl.equals(string2)= true。**堆上存在重复的 string 对象必然是一种内存的浪费。**这个项目将在 G1 垃圾收集器中实现自动持续对重复的 string 对象进行去重,这样就能避免浪费内存。

9.2、实现

  • 当垃圾收集器工作的时候,会访问堆上存活的对象。对每一个访问的对象都会检查是否是候选的要去重的 string 对象。
  • 如果是,把这个对象的一个引用插入到队列中等待后续的处理。一个去重的线程在后台运行,处理这个队列。处理队列的一个元素意味着从队列删除这个元素,然后尝试去重它引用的 string 对象。
  • 使用一个 hashtable 来记录所有的被string 对象使用的不重复的 char 数组。当去重的时候,会查这个 hashtable,来看堆上是否已经存在一个一模一样的 char 数组。
  • 如果存在,string 对象会被调整引用那个数组,释放对原来的数组的引用,最终会被垃圾收集器回收掉。
  • 如果查找失败,char 数组会被插入到 hashtable,这样以后的时候就可以共享这个数组了。

9.3、开启G1回收

命令行选项

  • UseStringDeduplication(bool):开启 String 去重,默认是不开启的,需要手动开启。
  • PrintStringDeduplicationStatistics(bool):打印详细的去重统计信息
  • StringDeduplicationAgeThreshold(uintx):达到这个年龄的 String 对象被认为是去重的候选对象