【JVM】StringTable（十四）

1、String 的基本特性

1.1、String 概述

　　1、String：字符串，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");     // new 对象的方式

　　2、String声明为final的，不可被继承

　　3、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

　　4、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

　　官方文档：http://openjdk.java.net/jeps/254

　　为什么改为 byte[] 存储？

1. 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)。

2. 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，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。

3. 之前 String 类使用 UTF-16 的 char[] 数组存储，现在改为 byte[] 数组 外加一个编码标志位存储，该编码标志将指定 String 类中 byte[] 数组的编码方式

4. 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

5. 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

1.2、String 的基本特征

　　String：代表不可变的字符序列。简称：不可变性。

1. 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。

2. 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。

3. 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。

 　　1）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：false
  
      System.out.println(s1);//hello
      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

    0 ldc #2 <abc>
     2 astore_1
     3 ldc #2 <abc>
     5 astore_2
     6 ldc #3 <hello>
     8 astore_1
     9 getstatic #4 <java/lang/System.out>
    12 aload_1
    13 aload_2
    14 if_acmpne 21 (+7)
    17 iconst_1
    18 goto 22 (+4)
    21 iconst_0
    22 invokevirtual #5 <java/io/PrintStream.println>
    25 getstatic #4 <java/lang/System.out>
    28 aload_1
    29 invokevirtual #6 <java/io/PrintStream.println>
    32 getstatic #4 <java/lang/System.out>
    35 aload_2
    36 invokevirtual #6 <java/io/PrintStream.println>
    39 return

　　2）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

• 代码

  @Test
  public void test2() {
      String s1 = "abc";
      String s2 = "abc";
      s2 += "def";
      System.out.println(s2);//abcdef
      System.out.println(s1);//abc
  }

• 字节码指令：拼接操作通过 StringBuilder 的 append() 方法完成

   0 ldc #2 <abc>
   2 astore_1
   3 ldc #2 <abc>
   5 astore_2
   6 new #7 <java/lang/StringBuilder>
   9 dup
  10 invokespecial #8 <java/lang/StringBuilder.<init>>
  13 aload_2
  14 invokevirtual #9 <java/lang/StringBuilder.append>
  17 ldc #10 <def>
  19 invokevirtual #9 <java/lang/StringBuilder.append>
  22 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.toString>
  25 astore_2
  26 getstatic #4 <java/lang/System.out>
  29 aload_2
  30 invokevirtual #6 <java/io/PrintStream.println>
  33 getstatic #4 <java/lang/System.out>
  36 aload_1
  37 invokevirtual #6 <java/io/PrintStream.println>
  40 return 

　　3）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

• 代码

  @Test
  public void test3() {
      String s1 = "abc";
      String s2 = s1.replace('a', 'm');
      System.out.println(s1);//abc
      System.out.println(s2);//mbc
  }

• 来看看 replace() 方法的源码，new String(buf, true); 后，返回新的 String 对象

  public String replace(char oldChar, char newChar) {
      if (oldChar != newChar) {
          int len = value.length;
          int i = -1;
          char[] val = value; /* avoid getfield opcode */
  
          while (++i < len) {
              if (val[i] == oldChar) {
                  break;
              }
          }
          if (i < len) {
              char buf[] = new char[len];
              for (int j = 0; j < i; j++) {
                  buf[j] = val[j];
              }
              while (i < len) {
                  char c = val[i];
                  buf[i] = (c == oldChar) ? newChar : c;
                  i++;
              }
              return new String(buf, true);
          }
      }
      return this;
  }

　　4）练习：String 的不可变性

/**
 * @author shkstart  shkstart@126.com
 * @create 2020  23:44
 */
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
    }
}

1.3、String 的底层结构

1）字符串常量池是不会存储相同内容的字符串的

1. 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()方法时性能会大幅下降。

2. 使用-XX:StringTablesize可设置StringTable的长度

3. 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

4. 在JDK7中，StringTable的长度默认值是60013，StringTablesize设置没有要求

5. 在JDK8中，StringTable的长度默认值是60013，StringTable可以设置的最小值为1009

2）代码示例：设置 StringTable 的长度

• 代码

  /**
   * -XX:StringTableSize=1009
   *
   * @author shkstart  shkstart@126.com
   * @create 2020  23:53
   */
  public class StringTest2 {
      public static void main(String[] args) {
          // 测试StringTableSize参数
          System.out.println("我来打个酱油");
          try {
              Thread.sleep(1000000);
          } catch (InterruptedException e) {
              e.printStackTrace();
          }
      }
  }

• JVM参数：通过 -XX:StringTableSize 设置 StringTable 长度

  -XX:StringTableSize=6666

• jinfo 查看变量值

• jps
  jinfo -flag StringTableSize 进程id

  

3) 测试不同 StringTable 长度下，程序的性能

• 代码

  /**
   * -XX:StringTableSize=1009
   *
   * @author shkstart  shkstart@126.com
   * @create 2020  23:53
   */
  public class StringTest2 {
      public static void main(String[] args) {       
          BufferedReader br = null;
          try {
              br = new BufferedReader(new FileReader("words.txt"));
              long start = System.currentTimeMillis();
              String data;
              while ((data = br.readLine()) != null) {
                  //如果字符串常量池中没有对应data的字符串的话，则在常量池中生成
                  data.intern();
              }
  
              long end = System.currentTimeMillis();
  
              System.out.println("花费的时间为：" + (end - start));//1009:143ms  100009:47ms
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          } finally {
              if (br != null) {
                  try {
                      br.close();
                  } catch (IOException e) {
                      e.printStackTrace();
                  }
  
              }
          }
      }
  }

• -XX:StringTableSize=1009 ：程序耗时 143ms

• -XX:StringTableSize=100009 ：程序耗时 47ms

2、String 的内存分配

2.1、String 内存分配演进过程

String 类型

1. 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。

2. 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。

• • 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。

String 内存分配的演进过程

1. Java 6及以前，字符串常量池存放在永久代

2. 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()。

3. Java8元空间，字符串常量在堆

　　JDK 6 方法区 

　　JDK 7 方法区 

　　JDK 8 方法区 

2.2、为什么要调整 String 位置

StringTable 为什么要调整？

　　官方文档: https://www.oracle.com/java/technologies/javase/jdk7-relnotes.html#jdk7changes

• 为什么要调整位置？

  • 永久代的默认比较小
  • 永久代垃圾回收频率低
  • 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。

 代码示例

• 代码

  /**
   * jdk6中：
   * -XX:PermSize=6m -XX:MaxPermSize=6m -Xms6m -Xmx6m
   *
   * jdk8中：
   * -XX:MetaspaceSize=6m -XX:MaxMetaspaceSize=6m -Xms6m -Xmx6m
   * @author shkstart  shkstart@126.com
   * @create 2020  0:36
   */
  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());
          }
      }
  }

• 异常日志说：我真没骗你，字符串真的在堆中（JDK8）

  "C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\bin\java" -XX:MetaspaceSize=6m -XX:MaxMetaspaceSize=6m -Xms6m -Xmx6m "-javaagent:C:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2017.3.1\lib\idea_rt.jar=1799:C:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2017.3.1\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\charsets.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\deploy.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\cldrdata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\dnsns.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\jaccess.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\jfxrt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\localedata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\nashorn.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunec.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\zipfs.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\javaws.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jce.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jfr.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jfxswt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jsse.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\management-agent.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\plugin.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\resources.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\rt.jar;C:\Users\Heygo\Desktop\JVMDemo\out\production\chapter13;D:\JavaTools\apache-maven-3.3.9\repository\junit\junit\4.12\junit-4.12.jar;D:\JavaTools\apache-maven-3.3.9\repository\org\hamcrest\hamcrest-core\1.3\hamcrest-core-1.3.jar" com.atguigu.java.StringTest3
  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

核心思想

　　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。

 3.1 题目一：相同的字符串字面量指向同一个String类实例

• 代码

  /**
   * @author shkstart  shkstart@126.com
   * @create 2020  0:49
   */
  public class StringTest4 {
      public static void main(String[] args) {
          System.out.println();//2330
          System.out.println("1");//2331
          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");//2340
  
          //如下的字符串"1" 到 "10"不会再次加载
          System.out.println("1");//2341
          System.out.println("2");//2341
          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");//2341
      }
  }

• 分析字符串常量池的变化

• 程序启动时已经加载了 2330 个字符串常量
  
• 最后加载了 2341 个字符串常量
  

 　　说明：相同的字符串字面量指向同一个String类实例

 3.2 题目二：分析运行时内存

• 代码

  /**
   * @author shkstart  shkstart@126.com
   * @create 2020  0:51
   */
  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）
  

4、字符串拼接操作　

4.1、字符串拼接操作的结论

1. 常量与常量的拼接结果在常量池，原理是编译期优化

2. 常量池中不会存在相同内容的变量

3. 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

4. 如果拼接的结果调用intern()方法，则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

   • 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

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>
   2 astore_1
   3 ldc #2 <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

• IDEA 反编译 class 文件后，来看这个问题，反编译后内容如下：
  

拼接前后，只要其中有一个是变量，结果就在堆中

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

• 代码

  @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";
      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();
      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

  0 ldc #6 <javaEE>
    2 astore_1
    3 ldc #7 <hadoop>
    5 astore_2
    6 ldc #8 <javaEEhadoop>
    8 astore_3
    9 ldc #8 <javaEEhadoop>
   11 astore 4
   13 new #9 <java/lang/StringBuilder>
   16 dup
   17 invokespecial #10 <java/lang/StringBuilder.<init>>
   20 aload_1
   21 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
   24 ldc #7 <hadoop>
   26 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
   29 invokevirtual #12 <java/lang/StringBuilder.toString>
   32 astore 5
   34 new #9 <java/lang/StringBuilder>
   37 dup
   38 invokespecial #10 <java/lang/StringBuilder.<init>>
   41 ldc #6 <javaEE>
   43 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
   46 aload_2
   47 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
   50 invokevirtual #12 <java/lang/StringBuilder.toString>
   53 astore 6
   55 new #9 <java/lang/StringBuilder>
   58 dup
   59 invokespecial #10 <java/lang/StringBuilder.<init>>
   62 aload_1
   63 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
   66 aload_2
   67 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
   70 invokevirtual #12 <java/lang/StringBuilder.toString>
   73 astore 7
   75 getstatic #3 <java/lang/System.out>
   78 aload_3
   79 aload 4
   81 if_acmpne 88 (+7)
   84 iconst_1
   85 goto 89 (+4)
   88 iconst_0
   89 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println>
   92 getstatic #3 <java/lang/System.out>
   95 aload_3
   96 aload 5
   98 if_acmpne 105 (+7)
  101 iconst_1
  102 goto 106 (+4)
  105 iconst_0
  106 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println>
  109 getstatic #3 <java/lang/System.out>
  112 aload_3
  113 aload 6
  115 if_acmpne 122 (+7)
  118 iconst_1
  119 goto 123 (+4)
  122 iconst_0
  123 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println>
  126 getstatic #3 <java/lang/System.out>
  129 aload_3
  130 aload 7
  132 if_acmpne 139 (+7)
  135 iconst_1
  136 goto 140 (+4)
  139 iconst_0
  140 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println>
  143 getstatic #3 <java/lang/System.out>
  146 aload 5
  148 aload 6
  150 if_acmpne 157 (+7)
  153 iconst_1
  154 goto 158 (+4)
  157 iconst_0
  158 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println>
  161 getstatic #3 <java/lang/System.out>
  164 aload 5
  166 aload 7
  168 if_acmpne 175 (+7)
  171 iconst_1
  172 goto 176 (+4)
  175 iconst_0
  176 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println>
  179 getstatic #3 <java/lang/System.out>
  182 aload 6
  184 aload 7
  186 if_acmpne 193 (+7)
  189 iconst_1
  190 goto 194 (+4)
  193 iconst_0
  194 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println>
  197 aload 6
  199 invokevirtual #13 <java/lang/String.intern>
  202 astore 8
  204 getstatic #3 <java/lang/System.out>
  207 aload_3
  208 aload 8
  210 if_acmpne 217 (+7)
  213 iconst_1
  214 goto 218 (+4)
  217 iconst_0
  218 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println>
  221 return

4.2、字符串拼接的底层细节

代码示例 1 

• 代码

  @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）
      ① StringBuilder s = new StringBuilder();
      ② s.append("a")
      ③ s.append("b")
      ④ s.toString()  --> 约等于 new String("ab")
  
      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;//"ab"
      System.out.println(s3 == s4);//false
  }

• 字节码指令

   0 ldc #14 <a>
   2 astore_1
   3 ldc #15 <b>
   5 astore_2
   6 ldc #16 <ab>
   8 astore_3
   9 new #9 <java/lang/StringBuilder>
  12 dup
  13 invokespecial #10 <java/lang/StringBuilder.<init>>
  16 aload_1
  17 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
  20 aload_2
  21 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
  24 invokevirtual #12 <java/lang/StringBuilder.toString>
  27 astore 4
  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

• 分析拼接的步骤

  • new StringBuilder()

     9 new #9 <java/lang/StringBuilder>
    12 dup
    13 invokespecial #10 <java/lang/StringBuilder.<init>>

  • 加载字符串变量，进行 append 操作

    16 aload_1
    17 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
    20 aload_2
    21 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
    24 invokevirtual #12 <java/lang/StringBuilder.toString>

  • 调用 StringBuilder 类的 toString() 方法，转换为字符串，并存储在局部变量中

    24 invokevirtual #12 <java/lang/StringBuilder.toString>
    27 astore 4

 代码示例 2

• 代码
  

  /*
  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
  }

• 从字节码角度来看：为变量 s3 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

• IDEA 反编译结果
  

代码示例3

• 代码

  //练习：
  @Test
  public void test5(){
      String s1 = "javaEEhadoop";
      String s2 = "javaEE";
      String s3 = s2 + "hadoop";
      System.out.println(s1 == s3);//false
  
      final String s4 = "javaEE";//s4:常量
      String s5 = s4 + "hadoop";
      System.out.println(s1 == s5);//true
  
  }

• 字节码指令：ldc #8 <javaEEhadoop>

  （带 final 的变量在编译时就已经确定了该变量的值，当做常量来处理）

  0 ldc #8 <javaEEhadoop>
   2 astore_1
   3 ldc #6 <javaEE>
   5 astore_2
   6 new #9 <java/lang/StringBuilder>
   9 dup
  10 invokespecial #10 <java/lang/StringBuilder.<init>>
  13 aload_2
  14 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
  17 ldc #7 <hadoop>
  19 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
  22 invokevirtual #12 <java/lang/StringBuilder.toString>
  25 astore_3
  26 getstatic #3 <java/lang/System.out>
  29 aload_1
  30 aload_3
  31 if_acmpne 38 (+7)
  34 iconst_1
  35 goto 39 (+4)
  38 iconst_0
  39 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println>
  42 ldc #6 <javaEE>
  44 astore 4
  46 ldc #8 <javaEEhadoop>
  48 astore 5
  50 getstatic #3 <java/lang/System.out>
  53 aload_1
  54 aload 5
  56 if_acmpne 63 (+7)
  59 iconst_1
  60 goto 64 (+4)
  63 iconst_0
  64 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println>
  67 return

4.3、拼接操作与 append 操作的效率对比

• 代码

  /*
  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！
  
  分析原因：
      ① 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的对象
      ② 使用String的字符串拼接方式：
          内存中由于创建了较多的StringBuilder和String的对象，内存占用更大；
          如果进行GC，需要花费额外的时间。
  
   改进的空间：
      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]
   */
  @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
      }
  }
  
  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");
      }

1. 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！

2. 分析原因：

   • 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的对象

   • 使用String的字符串拼接方式

     • 内存中由于创建了较多的StringBuilder和String的对象，内存占用更大；

     • 如果进行GC，需要花费额外的时间。

3. 改进的空间：

   • 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]

• 通过字节码分析

  • method1() 方法的字节码指令：

    • 每次 for 循环都会创建一个 StringBuilder 

    • 对象调用 StringBuilder 的 toString() 方法又会创建新的 String 对象

    • 0 ldc #23
       2 astore_2
       3 iconst_0
       4 istore_3
       5 iload_3
       6 iload_1
       7 if_icmpge 36 (+29)
      10 new #9 <java/lang/StringBuilder>
      13 dup
      14 invokespecial #10 <java/lang/StringBuilder.<init>>
      17 aload_2
      18 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
      21 ldc #14 <a>
      23 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
      26 invokevirtual #12 <java/lang/StringBuilder.toString>
      29 astore_2
      30 iinc 3 by 1
      33 goto 5 (-28)
      36 return

  • method2() 方法的字节码指令：

    0 new #9 <java/lang/StringBuilder>
     3 dup
     4 invokespecial #10 <java/lang/StringBuilder.<init>>
     7 astore_2
     8 iconst_0
     9 istore_3
    10 iload_3
    11 iload_1
    12 if_icmpge 28 (+16)
    15 aload_2
    16 ldc #14 <a>
    18 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
    21 pop
    22 iinc 3 by 1
    25 goto 10 (-15)
    28 return

关于 StringBuilder 构造器

• StringBuilder 构造器：可传入一个 int 类型的变量，用于初始化内部的 char[] 数组

  public StringBuilder(int capacity) {
      super(capacity);
  }

• AbstractStringBuilder（StringBuilder 的父类）的构造器

  AbstractStringBuilder(int capacity) {
      value = new char[capacity];
  }

5、intern() 的使用

5.1、intern() 方法的说明

5.1.1 先来点逼格，看看官方文档

When the intern method is invoked, if the pool already contains a string equal to this String object as determined by the equals(Object) method, then the string from the pool is returned. Otherwise, this String object is added to the pool and a reference to this String object is returned.

It follows that for any two strings s and t, s.intern() == t.intern() is true if and only if s.equals(t) is true

public native String intern();

5.1.2 关于 intern() 方法的说明

1. intern是一个native方法，调用的是底层C的方法

2. 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。

3. 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();

4. 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"

5. 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）

5.2、new String() 的说明

5.2.1 new String(“ab”)会创建几个对象？

• 代码

  /**
   * 题目：
   * new String("ab")会创建几个对象？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
   *
   * @author shkstart  shkstart@126.com
   * @create 2020  20:38
   */
  public class StringNewTest {
      public static void main(String[] args) {
          String str = new String("ab");
      }
  }

• 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

• 0 new #2 <java/lang/String>：在堆中创建了一个 String 对象
• 4 ldc #3 <ab> ：在字符串常量池中放入 “ab”（如果之前字符串常量池中没有 “ab” 的话）
  

5.2.2 new String(“a”) + new String(“b”) 会创建几个对象？

• 代码

  /**
   * 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"
   *
   * @author shkstart  shkstart@126.com
   * @create 2020  20:38
   */
  public class StringNewTest {
      public static void main(String[] args) {
          String str = new String("a") + new String("b");
      }
  }

• 字节码指令

  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

• 字节码指令分析：
  • 0 new #2 <java/lang/StringBuilder> ：拼接字符串会创建一个 StringBuilder 对象
  • 7 new #4 <java/lang/String> ：创建 String 对象，对应于 new String(“a”)
  • 11 ldc #5 <a> ：在字符串常量池中放入 “a”（如果之前字符串常量池中没有 “a” 的话）
  • 19 new #4 <java/lang/String> ：创建 String 对象，对应于 new String(“b”)
  • 23 ldc #8 <b> ：在字符串常量池中放入 “b”（如果之前字符串常量池中没有 “b” 的话）
  • 31 invokevirtual #9 <java/lang/StringBuilder.toString> ：调用 StringBuilder 的 toString() 方法，会生成一个 String 对象

　　

5.2.3 深入剖析 StringBuilder 的toString() 方法

• toString() 方法

  @Override
  public String toString() {
      // Create a copy, don't share the array
      return new String(value, 0, count);
  }

• value 是个 char[] 数组

  char[] value;

5.3、有点难的面试题

• 代码

  /**
   * 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();
   *
   * @author shkstart  shkstart@126.com
   * @create 2020  18:49
   */
  public class StringIntern {
      public static void main(String[] args) {
          String s = new String("1");
          s.intern();//这方法其实没啥屌用，调用此方法之前，字符串常量池中已经存在"1"
          String s2 = "1";
  
          /*
              jdk6：false   jdk7/8：false
              因为 s 指向堆空间中的 "1" ，s2 指向字符创常量池中的 "1"
           */
          System.out.println(s == s2);
  
          // 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");//s3变量记录的地址为：new String("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",而是在常量池中记录了指向堆空间中new String("11")的地址（节省空间）
           */
          s3.intern(); // 在字符串常量池中生成"11"。
          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
  
          // jdk6：false  jdk7/8：true
          System.out.println(s3 == s4);
      }
  }

　　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
    

• JDK7/8 ：这就有点不一样了

  • new String() 即在堆中

  • str.intern() 则把字符串放入常量池中，出于节省空间的目的，如果 str 不存在于字符串常量池中，则将 str 在堆中的引用存储在字符串常量池中，没错，字符串常量池中存的是 str 在堆中的引用，所以 s3 == s4 为 true
    

 　　面试题的拓展

/**
 * StringIntern.java中练习的拓展：
 *
 * @author shkstart  shkstart@126.com
 * @create 2020  22:10
 */
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"
        String s4 = "11";
        String s5 = s3.intern();

        // 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
    }
}

 

5.4、intern() 方法的总结

1. 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

2. 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

5.5、intern() 方法的练习

练习 1

/**
 * @author shkstart  shkstart@126.com
 * @create 2020  20:17
 */
public class StringExer1 {
    public static void main(String[] args) {
        //在下一行代码执行完以后，字符串常量池中并没有"ab"
        String s = new String("a") + new String("b");//new String("ab")
        /*
            jdk6中：在串池中创建一个字符串"ab"
            jdk8中：串池中没有创建字符串"ab",而是创建一个引用，指向new String("ab")，将此引用返回
         */
        String s2 = s.intern();
        System.out.println(s2 == "ab");//jdk6:true  jdk8:true
        System.out.println(s == "ab");//jdk6:false  jdk8:true
    }
}

练习 2

/**
 * @author shkstart  shkstart@126.com
 * @create 2020  20:17
 */
public class StringExer1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 在这儿加一句
        String x = "ab";
        
        //在下一行代码执行完以后，字符串常量池中并没有"ab"
        String s = new String("a") + new String("b");//new String("ab")
        /*
            jdk6中：在串池中创建一个字符串"ab"
            jdk8中：串池中没有创建字符串"ab",而是创建一个引用，指向new String("ab")，将此引用返回
         */
        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

/**
 *
 * @author shkstart  shkstart@126.com
 * @create 2020  20:26
 */
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"
        s1.intern();
        String s2 = "ab";
        System.out.println(s1 == s2); // false
    }
}

5.6、intern() 方法效率测试

• 代码

  /**
   * 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。
   *
   * @author shkstart  shkstart@126.com
   * @create 2020  21:17
   */
  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();
      }
  } 

• 直接 new String ：由于每个 String 对象都是 new 出来的，所以程序需要维护大量存放在堆空间中的 String 实例，程序内存占用也会变高
  

• 使用 intern() 方法：由于数组中字符串的引用都指向字符串常量池中的字符串，所以程序需要维护的 String 对象更少，内存占用也更低
  

 结论：

1. 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。

2. 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。

6、StringTable 的垃圾回收

• 代码

  /**
   * String的垃圾回收:
   * -Xms15m -Xmx15m -XX:+PrintStringTableStatistics -XX:+PrintGCDetails
   *
   * @author shkstart  shkstart@126.com
   * @create 2020  21:27
   */
  public class StringGCTest {
      public static void main(String[] args) {
          for (int j = 0; j < 100000; j++) {
              String.valueOf(j).intern();
          }
      }
  } 

• JVM 参数

  -Xms15m -Xmx15m -XX:+PrintStringTableStatistics -XX:+PrintGCDetails

• 程序日志：

  • 在 PSYoungGen 区发生了垃圾回收

  • Number of entries 和 Number of literals 明显没有 100000

  • 以上两点均说明 StringTable 区发生了垃圾回收

"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\bin\java" -Xms15m -Xmx15m -XX:+PrintStringTableStatistics -XX:+PrintGCDetails "-javaagent:C:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2017.3.1\lib\idea_rt.jar=11487:C:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2017.3.1\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\charsets.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\deploy.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\cldrdata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\dnsns.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\jaccess.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\jfxrt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\localedata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\nashorn.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunec.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\zipfs.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\javaws.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jce.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jfr.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jfxswt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jsse.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\management-agent.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\plugin.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\resources.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\rt.jar;C:\Users\Heygo\Desktop\JVMDemo\out\production\chapter13;D:\JavaTools\apache-maven-3.3.9\repository\junit\junit\4.12\junit-4.12.jar;D:\JavaTools\apache-maven-3.3.9\repository\org\hamcrest\hamcrest-core\1.3\hamcrest-core-1.3.jar" com.atguigu.java3.StringGCTest
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 4096K->488K(4608K)] 4096K->716K(15872K), 0.0024275 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
Heap
 PSYoungGen      total 4608K, used 3883K [0x00000000ffb00000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
  eden space 4096K, 82% used [0x00000000ffb00000,0x00000000ffe50fb0,0x00000000fff00000)
  from space 512K, 95% used [0x00000000fff00000,0x00000000fff7a020,0x00000000fff80000)
  to   space 512K, 0% used [0x00000000fff80000,0x00000000fff80000,0x0000000100000000)
 ParOldGen       total 11264K, used 228K [0x00000000ff000000, 0x00000000ffb00000, 0x00000000ffb00000)
  object space 11264K, 2% used [0x00000000ff000000,0x00000000ff039010,0x00000000ffb00000)
 Metaspace       used 3472K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K
  class space    used 381K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K
SymbolTable statistics:
Number of buckets       :     20011 =    160088 bytes, avg   8.000
Number of entries       :     14158 =    339792 bytes, avg  24.000
Number of literals      :     14158 =    603200 bytes, avg  42.605
Total footprint         :           =   1103080 bytes
Average bucket size     :     0.708
Variance of bucket size :     0.711
Std. dev. of bucket size:     0.843
Maximum bucket size     :         6
StringTable statistics:
Number of buckets       :     60013 =    480104 bytes, avg   8.000
Number of entries       :     62943 =   1510632 bytes, avg  24.000
Number of literals      :     62943 =   3584040 bytes, avg  56.941
Total footprint         :           =   5574776 bytes
Average bucket size     :     1.049
Variance of bucket size :     0.824
Std. dev. of bucket size:     0.908
Maximum bucket size     :         5

Process finished with exit code 0

 

String.valueOf() 方法源码

• String 类的 valueOf() 方法

  public static String valueOf(int i) {
      return Integer.toString(i);
  }

• Integer.toString() 方法中执行了 new String() ，即在堆中创建了一个 String 对象

  public static String toString(int i) {
      if (i == Integer.MIN_VALUE)
          return "-2147483648";
      int size = (i < 0) ? stringSize(-i) + 1 : stringSize(i);
      char[] buf = new char[size];
      getChars(i, size, buf);
      return new String(buf, true);
  }

7、G1 中的 String 去重操作

　　官方文档: http://openjdk.java.net/jeps/192

String 去重操作的背景

1. 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：

   1. 堆存活数据集合里面String对象占了25%

   2. 堆存活数据集合里面重复的String对象有13.5%

   3. String对象的平均长度是45

2. 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：

3. 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 去重的的具体实现

1. 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。

2. 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。

3. 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。

4. 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。

5. 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

1. UseStringDeduplication(bool) ：开启String去重，默认是不开启的，需要手动开启。

2. PrintStringDeduplicationStatistics(bool) ：打印详细的去重统计信息

3. stringDeduplicationAgeThreshold(uintx) ：达到这个年龄的String对象被认为是去重的候选对象

 

 

原文链接：https://blog.csdn.net/oneby1314/article/details/108618573