第十三章 StringTable
正常情况下，讲完执行引擎，就可以讲垃圾回收了。但是这里讲一下String，这在面试中经常遇到。
1、String的基本特性
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String：字符串，使用一对 “” 引起来表示
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String被声明为final的，不可被继承
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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
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String在jdk8及以前内部定义了
final char value[]用于存储字符串数据。JDK9时改为byte[]
为什么JDK9改变了String的结构？-改用byte[]存储
- 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，字符串是堆使用的主要组成部分(String是堆空间的主要部分，因此少占点地方是最好的)，而且大多数字符串对象只包含拉丁字符（Latin-1）。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，产生了大量浪费。
- 之前 String 类使用 UTF-16 的 char[] 数组存储，现在改为 byte[] 数组 外加一个编码标识存储。该编码表示如果你的字符是ISO-8859-1或者Latin-1，那么只需要一个字节存。如果你是其它字符集，比如UTF-8，你仍然用两个字节存
- 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
- 同时基于String的数据结构，例如StringBuffer和StringBuilder也同样做了修改
// 之前 private final char value[]; // 之后 private final byte[] value
- String：代表不可变的字符序列。简称：不可变性。 下面是从三个角度诠释，正好也对应下面的代码。
- 当对字符串重新赋值时，需要重写指定内存区域赋值，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。
当对字符串重新赋值时，需要重写指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值
代码：
@Test public void test1() { String s1 = "abc";//字面量定义的方式，"abc"存储在字符串常量池中 String s2 = "abc"; s1 = "hello"; System.out.println(s1 == s2);//判断地址：true --> false System.out.println(s1);// System.out.println(s2);//abc }
字节码指令
- 取字符串 “abc” 时，使用的是同一个符号引用：#2
- 取字符串 “hello” 时，使用的是另一个符号引用：#3
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
@Test public void test2() { String s1 = "abc"; String s2 = "abc"; s2 += "def"; System.out.println(s2);//abcdef System.out.println(s1);//abc }
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
@Test public void test3() { String s1 = "abc"; String s2 = s1.replace('a', 'm'); System.out.println(s1);//abc System.out.println(s2);//mbc }
一道笔试题
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 System.out.println(ex.ch);//best } }
str 的内容并没有变：“test ok” 位于字符串常量池中的另一个区域（地址），进行赋值操作并没有修改原来 str 指向的引用的内容
字符串常量池是不会存储相同内容的字符串的
- String的String Pool（字符串常量池）是一个固定大小的Hashtable(数组+链表结构)，默认值大小长度是1009(数组大小，没有扩容，大小固定)。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()方法时性能会大幅下降。
- 使用-XX:StringTablesize可设置StringTable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，StringTablesize设置没有要求
- 在JDK8中，StringTable的长度默认值是60013，StringTable可以设置的最小值为1009
2、String的内存分配
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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，都提供了一种常量池的概念。
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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。
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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"; -
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。这个后面重点谈
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- 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中使用String.intern()。
- Java8元空间，字符串常量在堆
StringTable为什么要调整？
- 为什么要调整位置？
- 永久代的默认空间大小比较小 -- 此时如果我们放大量的字符串的话，则会报OOM
- 永久代垃圾回收频率低，大量的字符串无法及时回收，容易进行Full GC产生STW或者容易产生OOM：PermGen Space 即使你永久代可以放很多字符串(把永久代设置大一点)，可是垃圾回收频率非常低，甚至有些JVM都不知道永久代的垃圾回收。如果大量字符串无法回收，则会报OOM。
- 堆中空间足够大，字符串可被及时回收
- 在JDK 7中，interned字符串不再在Java堆的永久代中分配，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。
/** * jdk6中： * -XX:PermSize=6m -XX:MaxPermSize=6m -Xms6m -Xmx6m * * jdk8中： * -XX:MetaspaceSize=6m -XX:MaxMetaspaceSize=6m -Xms6m -Xmx6m */ public class StringTest3 { public static void main(String[] args) { //使用Set保持着常量池引用，避免full gc回收常量池行为 Set<String> set = new HashSet<String>(); //在short可以取值的范围内足以让6MB的PermSize或heap产生OOM了。 short i = 0; while(true){ set.add(String.valueOf(i++).intern()); } } }
输出结果：我真没骗你，字符串真的在堆中（JDK8）
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space at java.util.HashMap.resize(HashMap.java:703) at java.util.HashMap.putVal(HashMap.java:662) at java.util.HashMap.put(HashMap.java:611) at java.util.HashSet.add(HashSet.java:219) at com.atguigu.java.StringTest3.main(StringTest3.java:22) Process finished with exit code 1
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。
举例1
public class StringTest4 { public static void main(String[] args) { System.out.println();//2293 空字符串 System.out.println("1");//2294 System.out.println("2"); System.out.println("3"); System.out.println("4"); System.out.println("5"); System.out.println("6"); System.out.println("7"); System.out.println("8"); System.out.println("9"); System.out.println("10");//2303 //如下的字符串"1" 到 "10"不会再次加载 System.out.println("1");//2304 System.out.println("2");//2304 System.out.println("3"); System.out.println("4"); System.out.println("5"); System.out.println("6"); System.out.println("7"); System.out.println("8"); System.out.println("9"); System.out.println("10");//2304 } }
测试方法：是在debug模式下进行的，可以看到前面的字符串对于memory(堆)中的String都在增加，后面的没有再增加。
举例2
//官方示例代码 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 }
分析运行时内存（foo() 方法是实例方法，其实图中少了一个 this 局部变量）
其实通过字节码文件可以看出：对于foo()方法，一上来就进行了加载(加载的是obj，传给了param)，加载到1位置。为什么不是0位置，因为是非静态方法，0位置是this。
4、字符串拼接操作
先说结论
- 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
- 拼接前后，只要其中有一个是变量，结果就在堆中。变量拼接的原理是StringBuilder
- 如果拼接的结果调用intern()方法，根据该字符串是否在常量池中存在，分为：
- 如果存在，则返回字符串在常量池中的地址
- 如果字符串常量池中不存在该字符串，则在常量池中创建一份，并返回此对象的地址
1、常量与常量的拼接结果在常量池，原理是编译期优化
代码
@Test public void test1(){ String s1 = "a" + "b" + "c";//编译期优化：等同于"abc" String s2 = "abc"; //"abc"一定是放在字符串常量池中，将此地址赋给s2 /* * 最终.java编译成.class,再执行.class * String s1 = "abc"; * String s2 = "abc" */ System.out.println(s1 == s2); //true System.out.println(s1.equals(s2)); //true }
从字节码指令看出：编译器做了优化，将 “a” + “b” + “c” 优化成了 “abc”
0 ldc #2 <abc> ldc：一上来就是从常量池加载 abc 2 astore_1 放在局部变量表1位置 3 ldc #2 <abc> ldc：从常量池加载abc 5 astore_2 6 getstatic #3 <java/lang/System.out> 9 aload_1 10 aload_2 11 if_acmpne 18 (+7) 14 iconst_1 15 goto 19 (+4) 18 iconst_0 19 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println> 22 getstatic #3 <java/lang/System.out> 25 aload_1 26 aload_2 27 invokevirtual #5 <java/lang/String.equals> 30 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println> 33 return
2、拼接前后，只要其中有一个是变量，结果就在堆中 (注意：这里说的堆是除了字符串常量池外的堆的区域)
调用 intern() 方法，则主动将字符串对象存入字符串常量池中，并将其地址返回
这道题要会做
@Test public void test2(){ String s1 = "javaEE"; String s2 = "hadoop"; String s3 = "javaEEhadoop"; String s4 = "javaEE" + "hadoop";//编译期优化 //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：javaEEhadoop String s5 = s1 + "hadoop"; // 相当于是String s5 = new String("javaEEhadoop"); String s6 = "javaEE" + s2; String s7 = s1 + s2; System.out.println(s3 == s4);//true 这个很好判断，根据上一条就知是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，并返回次对象的地址。 String s8 = s6.intern(); System.out.println(s3 == s8);//true }
从字节码角度来看：拼接前后有变量，都会使用到 StringBuilder 类
字符串拼接的底层细节
举例1
@Test public void test3(){ String s1 = "a"; String s2 = "b"; String s3 = "ab"; /* 如下的s1 + s2 的执行细节：(变量s是我临时定义的，应该写成匿名的） ① StringBuilder s = new StringBuilder(); ② s.append("a") ③ s.append("b") ④ s.toString() --> 第四条约等于 new String("ab")，但不等价 补充：在jdk5.0之后使用的是StringBuilder,在jdk5.0之前使用的是StringBuffer */ String s4 = s1 + s2;// System.out.println(s3 == s4);//false }
字节码指令
0 ldc #14 <a> 从字符串常量池加载a 2 astore_1 放在局部变量表索引为1的位置 3 ldc #15 <b> 5 astore_2 6 ldc #16 <ab> 8 astore_3 9 new #9 <java/lang/StringBuilder> 创建对象StringBuilder 只要出现一个变量就是这样，这里两个变量也是如此 12 dup 13 invokespecial #10 <java/lang/StringBuilder.<init>> 上面这三行相当于完整的new 一个StringBuilder 16 aload_1 从局部变量表中将索引为1的位置的值取出来 17 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append> 调用StringBuilder的append方法将索引为1的值加进去 20 aload_2 21 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append> 24 invokevirtual #12 <java/lang/StringBuilder.toString> 调用toString方法 27 astore 4 放在局部变量表索引是4的位置 29 getstatic #3 <java/lang/System.out> 32 aload_3 33 aload 4 35 if_acmpne 42 (+7) 38 iconst_1 39 goto 43 (+4) 42 iconst_0 43 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println> 46 return
举例2
/* 1. 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或常量引用，则仍然使用编译期优化，即非StringBuilder的方式。 2. 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。 */ @Test public void test4(){ final String s1 = "a"; final String s2 = "b"; String s3 = "ab"; String s4 = s1 + s2; System.out.println(s3 == s4);//true }
我们刚刚说了字符串拼接只要是其中一个是变量，就会用到StringBuilder。但是呢？如果这个变量是final修饰的，即已经是常量了，那就不是如此了。
从字节码角度来看：为变量 s4 赋值时，直接使用 #16 符号引用，即字符串常量 “ab”
0 ldc #14 <a> 2 astore_1 3 ldc #15 <b> 5 astore_2 6 ldc #16 <ab> 8 astore_3 9 ldc #16 <ab> 11 astore 4 13 getstatic #3 <java/lang/System.out> 16 aload_3 17 aload 4 19 if_acmpne 26 (+7) 22 iconst_1 23 goto 27 (+4) 26 iconst_0 27 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println> 30 return
拼接操作与append操作的效率对比
@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)); } public void method1(int highLevel){ String src = ""; for(int i = 0;i < highLevel;i++){ src = src + "a";//每次循环都会创建一个StringBuilder、String } // System.out.println(src); } public void method2(int highLevel){ //只需要创建一个StringBuilder StringBuilder src = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < highLevel; i++) { src.append("a"); } // System.out.println(src); }
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体会执行效率：通过StringBuilder的append()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！
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原因：
- StringBuilder的append()的方式：
- 自始至终中只创建过一个StringBuilder的对象
- 使用String的字符串拼接方式：
- 创建过多个StringBuilder和String（调的toString方法）的对象，内存占用更大(带有变量的字符串拼接，每次拼接都会创建一个StringBuilder，并且最后还会有一个toString方法调用)；
- 如果进行GC，需要花费额外的时间（在拼接的过程中产生的一些中间字符串可能永远也用不到，会产生大量垃圾字符串）。
- StringBuilder的append()的方式：
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改进的空间：append方法好，但是事后还可以继续改进呢？当然可以。正常情况下，我们使用StringBuilder是使用空参构造。查看底层源代码发现其是建了一个长度为16的数组。每次append都要判断是否超过容量。如果查过，则要扩容。因此当我们知道要append多少时，可以用有参构造，这样就避免了扩容的消耗。
- 在实际开发中，如果基本确定要前前后后添加的字符串长度不高于某个限定值highLevel的情况下，建议使用构造器实例化：
StringBuilder s = new StringBuilder(highLevel); //new char[highLevel]- 这样可以避免频繁扩容
5、intern()的使用
很多人不会用这个方法，导致程序执行效率较差；且面试中经常问到。
/** * Returns a canonical representation for the string object. * <p> * A pool of strings, initially empty, is maintained privately by the * class {@code String}. * <p> * When the intern method is invoked, if the pool already contains a * string equal to this {@code String} object as determined by * the {@link #equals(Object)} method, then the string from the pool is * returned. Otherwise, this {@code String} object is added to the * pool and a reference to this {@code String} object is returned. * <p> * It follows that for any two strings {@code s} and {@code t}, * {@code s.intern() == t.intern()} is {@code true} * if and only if {@code s.equals(t)} is {@code true}. * <p> * All literal strings and string-valued constant expressions are * interned. String literals are defined in section 3.10.5 of the * <cite>The Java™ Language Specification</cite>. * * @return a string that has the same contents as this string, but is * guaranteed to be from a pool of unique strings. */ public native String intern();
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。
- 比如：String myInfo = new String("I love atguigu").intern();
也就是说，如果在任一字符串上调用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).
/* * 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()，不管你前面怎么妖言惑众，只要最终是字符串调用了intern()方法,最终都是去常量池找前面所形成的字符串量，找不到自己造一个返回 * String s = new String("shkstart").intern(); * String s = new StringBuilder("shkstart").toString().intern(); * */
面试题
** * 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(); * */ public class StringIntern { public static void main(String[] args) { String s = new String("1"); 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"; System.out.println(s == s2);//jdk6：false jdk7/8：false /* 1、s3变量记录的地址为：new String("11") 2、经过上面的分析，我们已经知道执行完pos_1的代码，在堆中有了一个new String("11") 这样的String对象。但是在字符串常量池中没有"11" 3、接着执行s3.intern()，在字符串常量池中生成"11" 3-1、在JDK6的版本中，字符串常量池还在永久代，所以直接在永久代生成"11",也就有了新的地址 3-2、而在JDK7的后续版本中，字符串常量池被移动到了堆中，此时堆里已经有new String（"11"）了 出于节省空间的目的，直接将堆中的那个字符串的引用地址储存在字符串常量池中。没错，字符串常量池 中存的是new String（"11"）在堆中的地址 4、所以在JDK7后续版本中，s3和s4指向的完全是同一个地址。 */ String s3 = new String("1") + new String("1");//pos_1 s3.intern(); String s4 = "11";//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 System.out.println(s3 == s4);//jdk6：false jdk7/8：true } }
这是一道面试题，很有难度，很多人做不对。网上的解释也非常含糊。如果想要解答这道面试题，我们要一定的知识储备，现在先不急着做(就像你现在想造火箭，那得先问你会不会空气动力学、偏微分方程等)。
另一道面试题
题目：new String("ab")会创建几个对象？
package com.atguigu.java2; /** * 题目： * new String("ab")会创建几个对象？怎么证明呢？看字节码，就知道是两个。 * 一个对象是：new关键字在堆空间创建的 * 另一个对象是：字符串常量池中的对象"ab"。 字节码指令：ldc * * 字节码指令 * 0 new #2 <java/lang/String> * 3 dup * 4 ldc #3 <ab> * 6 invokespecial #4 <java/lang/String.<init>> * 9 astore_1 * 10 return */ public class StringNewTest { public static void main(String[] args) { String str = new String("ab"); } }
另一道面试题：new String("a") + new String("b")会创建几个对象？
代码
package com.atguigu.java2; /** * 思考： * new String("a") + new String("b")呢？ * 对象1：new StringBuilder() * 对象2： new String("a") * 对象3： 常量池中的"a" * 对象4： new String("b") * 对象5： 常量池中的"b" * * 深入剖析： StringBuilder的toString(): * 对象6 ：new String("ab") * 强调一下，toString()的调用，在字符串常量池中，没有生成"ab" * * 字节码指令： * 0 new #2 <java/lang/StringBuilder> 由于涉及字符串拼接，因此需要StringBuilder对象 * 3 dup * 4 invokespecial #3 <java/lang/StringBuilder.<init>> 上面三个命令算是创建StringBuilder对象并初始化 * 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 * */ public class StringNewTest { public static void main(String[] args) { String str = new String("a") + new String("b"); } } /* StringBuilder的toString方法，里面创建了对象 * @Override public String toString() { // Create a copy, don't share the array return new String(value, 0, count); } 下面是toString方法的字节码，可以看到，没有出现ldc #* <*> 即没有从字符串常量池中获取常量，即字符串常量池中没有对象 0 new #80 <java/lang/String> 3 dup 4 aload_0 5 getfield #234 <java/lang/StringBuilder.value> 8 iconst_0 9 aload_0 10 getfield #233 <java/lang/StringBuilder.count> 13 invokespecial #291 <java/lang/String.<init>> 16 areturn * */
现在我们再回归上面的难的面试题 这道题难就难在，在JDK不同的版本中执行结果是不一样的 JDK6 VS JDK7/8
/** * 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(); * */ public class StringIntern { public static void main(String[] args) { String s = new String("1"); // 这句话创建了两个对象，一个是堆空间(非字符串常量池区域)，一个是字符串常量池(无论是在jdk6中的永久代还是在jdk7/8的堆空间，无所谓) s.intern();//这个方法是去字符串常量池中找是否已经有"1"，显然是有的 调用此方法之前，字符串常量池中已经存在了"1" String s2 = "1"; System.out.println(s == s2);//jdk6：false jdk7/8：false /* 1、s3变量记录的地址为：new String("11") 2、经过上面的分析，我们已经知道执行完pos_1的代码，在堆中有了一个new String("11") 这样的String对象。但是在字符串常量池中没有"11" 3、接着执行s3.intern()，在字符串常量池中生成"11" 3-1、在JDK6的版本中，字符串常量池还在永久代，所以直接在永久代生成"11",也就有了新的地址 3-2、而在JDK7的后续版本中，字符串常量池被移动到了堆中，此时堆里已经有new String（"11"）了 出于节省空间的目的，直接将堆中的那个字符串的引用地址储存在字符串常量池中。没错，字符串常量池 中存的是new String（"11"）在堆中的地址 4、所以在JDK7后续版本中，s3和s4指向的完全是同一个地址。 */ String s3 = new String("1") + new String("1");// s3变量记录的地址为：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？不存在！！！！(我们上面已经看过StringBuilder的toString方法的字节码文件了)
s3.intern(); // 此方法则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，这样做的目的是节省空间 String s4 = "11";//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 System.out.println(s3 == s4);//jdk6：false jdk7/8：true } }
内存分析
JDK6 ：正常眼光判断即可
- new String() 即在堆中
- str.intern() 则把字符串放入常量池中
JDK7及后续版本，注意大坑
对于上面的解释不知道懂了没有。这是一定要懂的，对于String s3 = new String("1") + new String("1"); 其创建了6个对象应该是清晰的，其次，我们也知道字符串常量池中是没有"11"的。调用了intern方法后，对于jdk7/jdk8，为了节省空间，在字符串常量池中也没有"11"，而是引用了StringBuilder中toString方法锁产生的"11"对象的地址。因此对于上面的s3自然是堆中的"11"的地址，而s4明指常量池中的"11"（其实是没有的），其实呢？是暗指堆中的"11"地址。(个人猜想：当然如果用了intern方法时，如果字符串常量池中有该字符串，则指向该地址；如果没有，则看堆(除字符串常量池)中有，则指向该地址；如果也没有，则在字符串常量池中生成"11"，并返回地址。)
面试题拓展
/** * StringIntern.java中练习的拓展： * */ public class StringIntern1 { public static void main(String[] args) { //执行完下一行代码以后，字符串常量池中，是否存在"11"呢？答案：不存在！！ String s3 = new String("1") + new String("1");//new String("11") //在字符串常量池中生成对象"11"，代码顺序换一下，实打实的在字符串常量池里有一个"11"对象 String s4 = "11"; String s5 = s3.intern(); //此时这个s5指的是s3还是s4呢？ 答案是s4 // s3 是堆中的 "ab" ，s4 是字符串常量池中的 "ab" System.out.println(s3 == s4);//false // s5 是从字符串常量池中取回来的引用，当然和 s4 相等 System.out.println(s5 == s4);//true } }
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
intern()方法的练习
public class StringExer1 { public static void main(String[] args) { String s = new String("a") + new String("b");//new String("ab") //在上一行代码执行完以后，字符串常量池中并没有"ab" /* 1、jdk6中：在字符串常量池（此时在永久代）中创建一个字符串"ab" 2、jdk8中：字符串常量池（此时在堆中）中没有创建字符串"ab",而是创建一个引用，指向new String("ab")， 将此引用返回 3、详解看上面 */ String s2 = s.intern(); System.out.println(s2 == "ab");//jdk6:true jdk8:true 此时后面这个"ab"指向的就是常量池的"ab"，但是里面是引用的堆(非字符串常量池)的地址 System.out.println(s == "ab");//jdk6:false jdk8:true } }
练习2
public class StringExer1 { public static void main(String[] args) { //加一行这个 String x = "ab"; String s = new String("a") + new String("b");//new String("ab") String s2 = s.intern(); System.out.println(s2 == "ab");//jdk6:true jdk8:true System.out.println(s == "ab");//jdk6:false jdk8:false } }
练习3
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" 要区别String s1 = new String("a") + String("b")，这个常量池是没有的(jdk7以后) s1.intern(); String s2 = "ab"; System.out.println(s1 == s2);//false 这个不管是jdk6，还是7以上都是这个结果 } }
intern()的效率测试(空间角度)
/** * 使用intern()测试执行效率：空间使用上 * * 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(); } }
这个实验是在jdk1.8中测试，这里注重的不是时间，而是空间。结果我们会发现使用intern方法会节省空间。
这个一定要理解：
对于arr[i] = new String(String.valueOf(data[i % data.length]));而言，其堆空间(非字符串常量池)，在这1亿次循环后自然是创建了1亿个字符串对象，在字符串常量池中只创建了10个常量(这是实打实的常量)。
对于arr[i] = new String(String.valueOf(data[i % data.length]));同样会在1亿次循环后自然是创建了1亿个字符串对象，在字符串常量池中只创建了10个常量(当然这10个对于jdk8还是虚假的，会指向堆中的10个字符串对象)。
对于上面这两种方式，看似创建对象的多少是一样的。但是呢？对于第一种，这个数组引用的是堆(非字符串常量池)中对象，此时这1亿对象垃圾无法回收。但是对于第二种，数组引用的是字符串常量池中的数据，垃圾可以回收堆中的(1亿-10)对象。
其实对于上面这个区别，主要还是我们JVM有垃圾回收策略，正好我们可以在这里用上。
大的网络平台，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。
6、StringTable的垃圾回收
暂时略
7、G1中的String去重操作
暂时了解一下，后面会详解垃圾回收器
String去重操作背景
注意不是字符串常量池的去重操作，字符串常量池本身就没有重复的。
- 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：
str1.equals(str2)= 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。
String去重的实现
- 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。
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
我的
