前言

研究表明，Java堆中對(duì)象占據(jù)最大比重的就是字符串對(duì)象，所以弄清楚字符串知識(shí)很重要，本文主要重點(diǎn)聊聊字符串常量池。Java中的字符串常量池是Java堆中的一塊特殊存儲(chǔ)區(qū)域，用于存儲(chǔ)字符串。它的實(shí)現(xiàn)是為了提高字符串操作的性能并節(jié)省內(nèi)存。它也被稱為String Intern Pool或String Constant Pool。那讓我來(lái)看看究竟是怎么一回事吧。

理解字符串常量池

當(dāng)您從在類(lèi)中寫(xiě)一個(gè)字符串字面量時(shí)，JVM將首先檢查該字符串是否已存在于字符串常量池中，如果存在，JVM 將返回對(duì)現(xiàn)有字符串對(duì)象的引用，而不是創(chuàng)建新對(duì)象。我們通過(guò)一個(gè)例子更好的來(lái)理解。

比如下面的代碼：

String s1 = "Harry Potter";
String s2 = "The Lord of the Rings";
String s3 = "Harry Potter";

在這段代碼中，JVM 將創(chuàng)建一個(gè)值為“Harry Potter”的字符串對(duì)象，并將其存儲(chǔ)在字符串常量池中。s1和s3都將是對(duì)該單個(gè)字符串對(duì)象的引用。

如果s2的字符串內(nèi)容“The Lord of the Rings”不存在于池中，則在字符串池中生成一個(gè)新的字符串對(duì)象。

兩種創(chuàng)建字符串方式

在 Java 編程語(yǔ)言中有兩種創(chuàng)建 String 的方法。第一種方式是使用String Literal字符串字面量的方式，另一種方式是使用new關(guān)鍵字。他們創(chuàng)建的字符串對(duì)象是都在常量池中嗎？

字符串字面量的方式創(chuàng)建

String s1 = "Harry Potter";
String s2 = "The Lord of the Rings";
String s3 = "Harry Potter";

new關(guān)鍵字創(chuàng)建

String s4 = new String("Harry Potter");
String s5 = new String("The Lord of the Rings");

我們來(lái)比較下他們引用的是否是同一個(gè)對(duì)象：

s1==s3 //真
s1==s4 //假
s2==s5 //假

使用 == 運(yùn)算符比較兩個(gè)對(duì)象時(shí)，它會(huì)比較內(nèi)存中的地址。

正如您在上面的圖片和示例中看到的，每當(dāng)我們使用new運(yùn)算符創(chuàng)建字符串時(shí)，它都會(huì)在 Java 堆中創(chuàng)建一個(gè)新的字符串對(duì)象，并且不會(huì)檢查該對(duì)象是否在字符串常量池中。

那么我現(xiàn)在有個(gè)問(wèn)題，如果是字符串拼接的情況，又是怎么樣的呢？

字符串拼接方式

前面講清楚了通過(guò)直接用字面量的方式，也就是引號(hào)的方式和用new關(guān)鍵字創(chuàng)建字符串，他們創(chuàng)建出的字符串對(duì)象在堆中存儲(chǔ)在不同的地方，那么我們現(xiàn)在來(lái)看看用+這個(gè)運(yùn)算符拼接會(huì)怎么樣。

例子1

public static void test1() {
      // 都是常量，前端編譯期會(huì)進(jìn)行代碼優(yōu)化
      // 通過(guò)idea直接看對(duì)應(yīng)的反編譯的class文件，會(huì)顯示 String s1 = "abc"; 說(shuō)明做了代碼優(yōu)化
      String s1 = "a" + "b" + "c";  
      String s2 = "abc"; 
  
      // true，有上述可知，s1和s2實(shí)際上指向字符串常量池中的同一個(gè)值
      System.out.println(s1 == s2); 
  }

常量與常量的拼接結(jié)果在常量池，原理是編譯期優(yōu)化。

例子2

public static void test5() {
    String s1 = "javaEE";
    String s2 = "hadoop";

    String s3 = "javaEEhadoop";
    String s4 = "javaEE" + "hadoop";    
    String s5 = s1 + "hadoop";
    String s6 = "javaEE" + s2;
    String s7 = s1 + s2;

    System.out.println(s3 == s4); // true 編譯期優(yōu)化
    System.out.println(s3 == s5); // false s1是變量，不能編譯期優(yōu)化
    System.out.println(s3 == s6); // false s2是變量，不能編譯期優(yōu)化
    System.out.println(s3 == s7); // false s1、s2都是變量
    System.out.println(s5 == s6); // false s5、s6 不同的對(duì)象實(shí)例
    System.out.println(s5 == s7); // false s5、s7 不同的對(duì)象實(shí)例
    System.out.println(s6 == s7); // false s6、s7 不同的對(duì)象實(shí)例
}

只要其中有一個(gè)是變量，結(jié)果就在堆中, 變量拼接的底層原理其實(shí)是StringBuilder。

例子3：

public void test6(){
    String s0 = "beijing";
    String s1 = "bei";
    String s2 = "jing";
    String s3 = s1 + s2;
    System.out.println(s0 == s3); // false s3指向?qū)ο髮?shí)例，s0指向字符串常量池中的"beijing"
    String s7 = "shanxi";
    final String s4 = "shan";
    final String s5 = "xi";
    String s6 = s4 + s5;
    System.out.println(s6 == s7); // true s4和s5是final修飾的，編譯期就能確定s6的值了
}

• 不使用final修飾，即為變量。如s3行的s1和s2，會(huì)通過(guò)new StringBuilder進(jìn)行拼接
• 使用final修飾，即為常量。會(huì)在編譯器進(jìn)行代碼優(yōu)化。

妙用String.intern() 方法

前面提到new關(guān)鍵字創(chuàng)建出來(lái)的字符串對(duì)象以及某些和變量進(jìn)行拼接不會(huì)在字符串常量池中，而是直接在堆中新建了一個(gè)對(duì)象。這樣不大好，做不到復(fù)用，節(jié)約不了空間。那有什么好辦法呢？intern()就派上用場(chǎng)了，這個(gè)非常有用。

intern()方法的作用可以理解為主動(dòng)將常量池中還沒(méi)有的字符串對(duì)象放入池中，并返回此對(duì)象地址。

String s6 = new String("The Lord of the Rings").intern();

s2==s6 //真
s2==s5 //假

字符串常量池有多大？

關(guān)于字符串常量池究竟有多大，我也說(shuō)不上來(lái)，但是講清楚它底層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，也許你就明白了。

字符串常量池是一個(gè)固定大小的HashTable,哈希表，默認(rèn)值大小長(zhǎng)度是1009。如果放進(jìn)String Pool的String非常多，就會(huì)造成Hash沖突嚴(yán)重，從而導(dǎo)致鏈表會(huì)很長(zhǎng)，而鏈表長(zhǎng)了后直接會(huì)造成的影響就是當(dāng)調(diào)用String.intern時(shí)性能會(huì)大幅下降。

使用-XX:StringTablesize可設(shè)置StringTable的長(zhǎng)度

• 在jdk6中StringTable是固定的，就是1009的長(zhǎng)度，所以如果常量池中的字符串過(guò)多就會(huì)導(dǎo)致效率下降很快。StringTable Size設(shè)置沒(méi)有要求
• 在jdk7中，StringTable的長(zhǎng)度默認(rèn)值是60013，StringTable Size設(shè)置沒(méi)有要求

● 在jdk8中，設(shè)置StringTable長(zhǎng)度的話，1009是可以設(shè)置的最小值

字符串常量池的優(yōu)缺點(diǎn)

字符串池的優(yōu)點(diǎn)

• 提高性能。由于 JVM 可以返回對(duì)現(xiàn)有字符串對(duì)象的引用而不是創(chuàng)建新對(duì)象，因此使用字符串池時(shí)字符串操作更快。
• 共享字符串，節(jié)省內(nèi)存。字符串池允許您在不同的變量和對(duì)象之間共享字符串，通過(guò)避免創(chuàng)建不必要的字符串對(duì)象來(lái)幫助節(jié)省內(nèi)存。

字符串池的缺點(diǎn)

• 它有可能導(dǎo)致性能下降。從池中檢索字符串需要搜索池中的所有字符串，這可能比簡(jiǎn)單地創(chuàng)建一個(gè)新的字符串對(duì)象要慢。如果程序創(chuàng)建和丟棄大量字符串，則尤其如此，因?yàn)槊看问褂米址畷r(shí)都需要搜索字符串池。

總結(jié)

其實(shí)在 Java 7 之前，JVM將 Java String Pool 放置在PermGen空間中，它具有固定大小——它不能在運(yùn)行時(shí)擴(kuò)展，也不符合垃圾回收的條件。在PermGen（而不是堆）中駐留字符串的風(fēng)險(xiǎn)是，如果我們駐留太多字符串，我們可能會(huì)從 JVM 得到一個(gè)OutOfMemory錯(cuò)誤。從 Java 7 開(kāi)始，Java String Pool存放在Heap空間，由 JVM進(jìn)行垃圾回收。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是降低了OutOfMemory錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)槲匆玫淖址畬某刂袆h除，從而釋放內(nèi)存。

現(xiàn)在通過(guò)本文的學(xué)習(xí)，你該知道如何更好的創(chuàng)建字符串對(duì)象了吧。

到此這篇關(guān)于JAVA中的字符串常量池的文章就介紹到這了,更多相關(guān)java字符串常量池內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

最新評(píng)論