一个高频面试题,考考大家对 Java String 常量池的理解。

近日,有一个网友在小密圈提了一个问题,我本来觉得这个问题应该挺简单的,没想到这个问题在圈子里引起了广泛的讨论。 问题:前辈,请教个问题,下面两行代码,会在JAVA字符串常量池中产生几个字符串。 String str1 = "ab"; String str2 = str1 + "c"; 对这个引起热烈讨论的问题,我本来想写一篇深度讲解的文章,结果在网上发现了一篇很优秀的关于此题原理的文章,先分享给大家。

String:字符串常量池

作为最基础的引用数据类型,Java 设计者为 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体原理是什么,我们带着以下三个问题,去理解字符串常量池:

  • 字符串常量池的设计意图是什么?
  • 字符串常量池在哪里?
  • 如何操作字符串常量池?

字符串常量池的设计思想

  1. 字符串的分配,和其他的对象分配一样,耗费高昂的时间与空间代价,作为最基础的数据类型,大量频繁的创建字符串,极大程度地影响程序的性能
  2. JVM为了提高性能和减少内存开销,在实例化字符串常量的时候进行了一些优化
    • 为字符串开辟一个字符串常量池,类似于缓存区
    • 创建字符串常量时,首先坚持字符串常量池是否存在该字符串
    • 存在该字符串,返回引用实例,不存在,实例化该字符串并放入池中
  3. 实现的基础
    • 实现该优化的基础是因为字符串是不可变的,可以不用担心数据冲突进行共享
    • 运行时实例创建的全局字符串常量池中有一个表,总是为池中每个唯一的字符串对象维护一个引用,这就意味着它们一直引用着字符串常量池中的对象,所以,在常量池中的这些字符串不会被垃圾收集器回收

代码:从字符串常量池中获取相应的字符串

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时,首先了解一下堆、栈、方法区:

存储的是对象,每个对象都包含一个与之对应的class

JVM只有一个堆区(heap)被所有线程共享,堆中不存放基本类型和对象引用,只存放对象本身

对象的由垃圾回收器负责回收,因此大小和生命周期不需要确定

每个线程包含一个栈区,栈中只保存基础数据类型的对象和自定义对象的引用(不是对象)

每个栈中的数据(原始类型和对象引用)都是私有的

栈分为3个部分:基本类型变量区、执行环境上下文、操作指令区(存放操作指令)

数据大小和生命周期是可以确定的,当没有引用指向数据时,这个数据就会自动消失

方法区

静态区,跟堆一样,被所有的线程共享

方法区中包含的都是在整个程序中永远唯一的元素,如class,static变量

字符串常量池则存在于方法区

代码:堆栈方法区存储字符串

String str1 = “abc”;
String str2 = “abc”;
String str3 = “abc”;
String str4 = new String(“abc”);
String str5 = new String(“abc”);

字符串对象的创建

面试题:String str4 = new String(“abc”) 创建多少个对象?

  1. 在常量池中查找是否有“abc”对象
    • 有则返回对应的引用实例
    • 没有则创建对应的实例对象
  2. 在堆中 new 一个 String("abc") 对象
  3. 将对象地址赋值给str4,创建一个引用

所以,常量池中没有“abc”字面量则创建两个对象,否则创建一个对象,以及创建一个引用

根据字面量,往往会提出这样的变式题:

String str1 = new String("A"+"B") ; 会创建多少个对象? String str2 = new String("ABC") + "ABC" ; 会创建多少个对象?

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

str2 : 字符串常量池:"ABC" : 1个 堆:new String("ABC") :1个 引用: str2 :1个 总共 : 3个


代码:基础类型的变量和常量,变量和引用存储在栈中,常量存储在常量池中

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实例化字符串常量池时
String str1 = “hello”;
String str2 = “hello”;

System.out.printl("str1 == str2" : str1 == str2 ) //true
  • String.intern()

通过new操作符创建的字符串对象不指向字符串池中的任何对象,但是可以通过使用字符串的intern()方法来指向其中的某一个。java.lang.String.intern()返回一个保留池字符串,就是一个在全局字符串池中有了一个入口。如果以前没有在全局字符串池中,那么它就会被添加到里面

// 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

补充:字面量和常量池初探

字符串对象内部是用字符数组存储的,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. 会分配一个11长度的char数组,并在常量池分配一个由这个char数组组成的字符串,然后由m去引用这个字符串
  2. 用n去引用常量池里边的字符串,所以和n引用的是同一个对象
  3. 生成一个新的字符串,但内部的字符数组引用着m内部的字符数组
  4. 同样会生成一个新的字符串,但内部的字符数组引用常量池里边的字符串内部的字符数组,意思是和u是同样的字符数组

使用图来表示的话,情况就大概是这样的(使用虚线只是表示两者其实没什么特别的关系):

测试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 

结论:

  • m和n是同一个对象
  • m,u,v都是不同的对象
  • m,u,v,n但都使用了同样的字符数组,并且用equal判断的话也会返回true

原文出处:https://segmentfault.com/a/1190000009888357#articleHeader0

原文发布于微信公众号 - 纯洁的微笑(keeppuresmile)

原文发表时间:2018-08-30

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏黑泽君的专栏

java基础学习_面向对象(上)02_day07总结

============================================================================= ==...

8110
来自专栏小鹏的专栏

用一个脚本学习 python

# -*- coding: utf-8 -*- # Python 2.7 学习参考脚本 # print 打印函数 print "Hello Worl...

29570
来自专栏派森公园

Scala中的闭包

除此之外,Scala还支持引用其他地方定义的变量:(x: Int) => x + more,这个函数将more也作为入参,不过这个参数是哪里来的?从这个函数的角...

5710
来自专栏Flutter入门

Kotlin中apply,run,let,also,with函数总结

run函数和apply函数很像,只不过run函数是使用最后一行的返回,apply返回当前自己的对象。

31920
来自专栏编程

Python基础2字符串

String 字符串是Python中最常用的数据类型,可以用单引号和双引号创建字 符串,字符串是不可变的。 字符串的基本操作:Python内建序列包括(列表、元...

20890
来自专栏步履前行

Java基础系列---static关键字

  今天在和同事讨论的时候谈到了关于static的问题,正巧自己有一些忘记了,就特来学习一番。

14140
来自专栏学海无涯

19.Swift学习之构造函数与析构函数

11330
来自专栏函数式编程语言及工具

泛函编程(9)-异常处理-Option

     Option是一种新的数据类型。形象的来描述:Option就是一种特殊的List,都是把数据放在一个管子里;然后在管子内部对数据进行各种操作。所以Op...

19860
来自专栏菜鸟计划

javascript 面向对象(多种创建对象的方式)

创建对象 第一种:基于Object对象 var person = new Object(); person.name = 'My Name'; person.a...

34860
来自专栏架构之路

Java中Class类详解、用法及泛化

Java中Class类及用法 Java程序在运行时,Java运行时系统一直对所有的对象进行所谓的运行时类型标识,即所谓的RTTI。这项信息纪录了每个对象所属的...

32160

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券