Java中的字符串常量池

技术小黑屋

发布于 2018-09-05 09:33:42

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发布于 2018-09-05 09:33:42

Java中字符串对象创建有两种形式，一种为字面量形式，如String str = "droid";，另一种就是使用new这种标准的构造对象的方法，如String str = new String("droid");，这两种方式我们在代码编写时都经常使用，尤其是字面量的方式。然而这两种实现其实存在着一些性能和内存占用的差别。这一切都是源于JVM为了减少字符串对象的重复创建，其维护了一个特殊的内存，这段内存被成为字符串常量池或者字符串字面量池。

工作原理

当代码中出现字面量形式创建字符串对象时，JVM首先会对这个字面量进行检查，如果字符串常量池中存在相同内容的字符串对象的引用，则将这个引用返回，否则新的字符串对象被创建，然后将这个引用放入字符串常量池，并返回该引用。

举例说明

字面量创建形式

1	String str1 = "droid";

JVM检测这个字面量，这里我们认为没有内容为droid的对象存在。JVM通过字符串常量池查找不到内容为droid的字符串对象存在，那么会创建这个字符串对象，然后将刚创建的对象的引用放入到字符串常量池中,并且将引用返回给变量str1。

如果接下来有这样一段代码

1	String str2 = "droid";

同样JVM还是要检测这个字面量，JVM通过查找字符串常量池，发现内容为”droid”字符串对象存在，于是将已经存在的字符串对象的引用返回给变量str2。注意这里不会重新创建新的字符串对象。

验证是否为str1和str2是否指向同一对象，我们可以通过这段代码

1	System.out.println(str1 == str2);

结果为true。

使用new创建

1	String str3 = new String("droid");

当我们使用了new来构造字符串对象的时候，不管字符串常量池中有没有相同内容的对象的引用，新的字符串对象都会创建。因此我们使用下面代码测试一下，

1 2	String str3 = new String("droid"); System.out.println(str1 == str3);

结果如我们所想，为false，表明这两个变量指向的为不同的对象。

intern

对于上面使用new创建的字符串对象，如果想将这个对象的引用加入到字符串常量池，可以使用intern方法。

调用intern后，首先检查字符串常量池中是否有该对象的引用，如果存在，则将这个引用返回给变量，否则将引用加入并返回给变量。

1 2	String str4 = str3.intern(); System.out.println(str4 == str1);

输出的结果为true。

疑难问题

前提条件？

字符串常量池实现的前提条件就是Java中String对象是不可变的，这样可以安全保证多个变量共享同一个对象。如果Java中的String对象可变的话，一个引用操作改变了对象的值，那么其他的变量也会受到影响，显然这样是不合理的。

引用 or 对象

字符串常量池中存放的时引用还是对象，这个问题是最常见的。字符串常量池存放的是对象引用，不是对象。在Java中，对象都创建在堆内存中。

更新验证，收到的很多评论也在讨论这个问题，我简单的进行了验证。验证环境

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13	22:18:54-androidyue~/Videos$ cat /etc/os-release NAME=Fedora VERSION="17 (Beefy Miracle)" ID=fedora VERSION_ID=17 PRETTY_NAME="Fedora 17 (Beefy Miracle)" ANSI_COLOR="0;34" CPE_NAME="cpe:/o:fedoraproject:fedora:17" 22:19:04-androidyue~/Videos$ java -version java version "1.7.0_25" OpenJDK Runtime Environment (fedora-2.3.12.1.fc17-x86_64) OpenJDK 64-Bit Server VM (build 23.7-b01, mixed mode)

验证思路：以下的Java程序读取一个大小为82M的视频文件，以字符串形式进行intern操作。

1 2	22:01:17-androidyue~/Videos$ ll -lh \| grep why_to_learn.mp4 -rw-rw-r--. 1 androidyue androidyue 82M Oct 20 2013 why_to_learn.mp4

验证代码

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43

import java.io.BufferedReader; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileReader; import java.io.IOException; public class TestMain { private static String fileContent; public static void main(String[] args) { fileContent = readFileToString(args[0]); if (null != fileContent) { fileContent = fileContent.intern(); System.out.println("Not Null"); } } private static String readFileToString(String file) { BufferedReader reader = null; try { reader = new BufferedReader(new FileReader(file)); StringBuffer buff = new StringBuffer(); String line; while ((line = reader.readLine()) != null) { buff.append(line); } return buff.toString(); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { if (null != reader) { try { reader.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } return null; } }

由于字符串常量池存在于堆内存中的永久代，适用于Java8之前。我们通过设置永久代一个很小的值来进行验证。如果字符串对象存在字符串常量池中，那么必然抛出java.lang.OutOfMemoryError permgen space错误。