作為最基礎(chǔ)的引用數(shù)據(jù)類(lèi)型，Java 設(shè)計(jì)者為 String 提供了字符串常量池以提高其性能，那么字符串常量池的具體原理是什么，我們帶著以下三個(gè)問(wèn)題，去理解字符串常量池：

• 字符串常量池的設(shè)計(jì)意圖是什么？
• 字符串常量池在哪里？
• 如何操作字符串常量池？

字符串常量池的設(shè)計(jì)思想

• 字符串的分配，和其他的對(duì)象分配一樣，耗費(fèi)高昂的時(shí)間與空間代價(jià)，作為最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)類(lèi)型，大量頻繁的創(chuàng)建字符串，極大程度地影響程序的性能
• JVM為了提高性能和減少內(nèi)存開(kāi)銷(xiāo)，在實(shí)例化字符串常量的時(shí)候進(jìn)行了一些優(yōu)化
  • 為字符串開(kāi)辟一個(gè)字符串常量池，類(lèi)似于緩存區(qū)
  • 創(chuàng)建字符串常量時(shí)，首先堅(jiān)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(shí)例，不存在，實(shí)例化該字符串并放入池中
• 實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)
  • 實(shí)現(xiàn)該優(yōu)化的基礎(chǔ)是因?yàn)樽址遣豢勺兊?，可以不用?dān)心數(shù)據(jù)沖突進(jìn)行共享
  • 運(yùn)行時(shí)實(shí)例創(chuàng)建的全局字符串常量池中有一個(gè)表，總是為池中每個(gè)唯一的字符串對(duì)象維護(hù)一個(gè)引用,這就意味著它們一直引用著字符串常量池中的對(duì)象，所以，在常量池中的這些字符串不會(huì)被垃圾收集器回收

代碼：從字符串常量池中獲取相應(yīng)的字符串

 String str1 = “hello”;
 String str2 = “hello”;
 
 System.out.printl（"str1 == str2" : str1 == str2 ) //true 

字符串常量池在哪里

在分析字符串常量池的位置時(shí)，首先了解一下堆、棧、方法區(qū)：

堆

• 存儲(chǔ)的是對(duì)象，每個(gè)對(duì)象都包含一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的class
• JVM只有一個(gè)堆區(qū)(heap)被所有線(xiàn)程共享，堆中不存放基本類(lèi)型和對(duì)象引用，只存放對(duì)象本身
• 對(duì)象的由垃圾回收器負(fù)責(zé)回收，因此大小和生命周期不需要確定

棧

• 每個(gè)線(xiàn)程包含一個(gè)棧區(qū)，棧中只保存基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類(lèi)型的對(duì)象和自定義對(duì)象的引用(不是對(duì)象)
• 每個(gè)棧中的數(shù)據(jù)(原始類(lèi)型和對(duì)象引用)都是私有的
• 棧分為3個(gè)部分：基本類(lèi)型變量區(qū)、執(zhí)行環(huán)境上下文、操作指令區(qū)(存放操作指令)
• 數(shù)據(jù)大小和生命周期是可以確定的，當(dāng)沒(méi)有引用指向數(shù)據(jù)時(shí)，這個(gè)數(shù)據(jù)就會(huì)自動(dòng)消失

方法區(qū)

• 靜態(tài)區(qū)，跟堆一樣，被所有的線(xiàn)程共享
• 方法區(qū)中包含的都是在整個(gè)程序中永遠(yuǎn)唯一的元素，如class，static變量

字符串常量池則存在于方法區(qū)

代碼：堆棧方法區(qū)存儲(chǔ)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(duì)象的創(chuàng)建

面試題：String str4 = new String(“abc”) 創(chuàng)建多少個(gè)對(duì)象？

1. 在常量池中查找是否有“abc”對(duì)象
   1. 有則返回對(duì)應(yīng)的引用實(shí)例
   2. 沒(méi)有則創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的實(shí)例對(duì)象
2. 在堆中 new 一個(gè) String("abc") 對(duì)象
3. 將對(duì)象地址賦值給str4,創(chuàng)建一個(gè)引用

所以，常量池中沒(méi)有“abc”字面量則創(chuàng)建兩個(gè)對(duì)象，否則創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，以及創(chuàng)建一個(gè)引用

根據(jù)字面量，往往會(huì)提出這樣的變式題：

String str1 = new String("A"+"B") ; 會(huì)創(chuàng)建多少個(gè)對(duì)象?
String str2 = new String("ABC") + "ABC" ; 會(huì)創(chuàng)建多少個(gè)對(duì)象?

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

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

代碼：基礎(chǔ)類(lèi)型的變量和常量，變量和引用存儲(chǔ)在棧中，常量存儲(chǔ)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 ;

操作字符串常量池的方式

JVM實(shí)例化字符串常量池時(shí)

 String str1 = “hello”;
 String str2 = “hello”;
 
 System.out.printl（"str1 == str2" : str1 == str2 ) //true

String.intern()

通過(guò)new操作符創(chuàng)建的字符串對(duì)象不指向字符串池中的任何對(duì)象，但是可以通過(guò)使用字符串的intern()方法來(lái)指向其中的某一個(gè)。java.lang.String.intern()返回一個(gè)保留池字符串，就是一個(gè)在全局字符串池中有了一個(gè)入口。如果以前沒(méi)有在全局字符串池中，那么它就會(huì)被添加到里面

    // 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(bǔ)充：字面量和常量池初探

字符串對(duì)象內(nèi)部是用字符數(shù)組存儲(chǔ)的，那么看下面的例子:

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

1. 會(huì)分配一個(gè)11長(zhǎng)度的char數(shù)組，并在常量池分配一個(gè)由這個(gè)char數(shù)組組成的字符串，然后由m去引用這個(gè)字符串
2. 用n去引用常量池里邊的字符串，所以和n引用的是同一個(gè)對(duì)象
3. 生成一個(gè)新的字符串，但內(nèi)部的字符數(shù)組引用著m內(nèi)部的字符數(shù)組
4. 同樣會(huì)生成一個(gè)新的字符串，但內(nèi)部的字符數(shù)組引用常量池里邊的字符串內(nèi)部的字符數(shù)組，意思是和u是同樣的字符數(shù)組

使用圖來(lái)表示的話(huà)，情況就大概是這樣的(使用虛線(xiàn)只是表示兩者其實(shí)沒(méi)什么特別的關(guān)系):

測(cè)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(jié)論：

1. m和n是同一個(gè)對(duì)象
2. m,u,v都是不同的對(duì)象
3. m,u,v,n但都使用了同樣的字符數(shù)組，并且用equal判斷的話(huà)也會(huì)返回true

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