JVM_04 字符串常量池(详解intern( ))

一、String的基本特性

String：字符串，使用一对""引起来表示。
String sl = “hello”；//字面量的定义方式
String s2 = new String（“hello”）
String声明为final的,不可被继承
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
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[ ]

public final class String implements
java.io.Serializable， Comparable<String>,CharSequence {@Stable
private final byte[] value；
}

String：代表不可变的字符序列。简称：不可变性。
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
字符串常量池中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StringPool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

5.jdk8开始,1009是StringTable长度可设置的最小值

二、String的内存分配

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：

1.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 = “abc” )

2.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的基本操作

class Memory {public static void main(String[] args) {//line 1int i = 1;//line 2Object obj = new Object();//line 3Memory mem = new Memory();//line 4mem.foo(obj);//line 5}//line 9private void foo(Object param) {//line 6String str = param.toString();//line 7System.out.println(str);}//line 8
}

三、字符串拼接操作

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常量。
只要其中有一个是变量，结果就在堆中

(只有有一个是变量,那么它会在堆中创建一个StringBuilder，调用append( )方法进行添加操作，调用toString( )方法转换为字符串【toString( )方法其实就是:new String( )】)

如果拼接的结果调用intern（）方法分为两种情况：

1.JDK1.6，将这个字符串对象尝试放入串池
①. 如果字符串常量池中有，则并不会放入。返回已有的串池中的对象的地址
②.如果没有,它会在常量池中创建一个对象放入串池中，并返回串池中的对象地址

2.JDK1.7，将这个字符串对象尝试放入串池
①. 如果字符串常量池中有，则并不会放入。返回已有的串池中的对象的地址
②. 如果没有，它不会创建一个对象，如果堆中已经这个字符串，那么会将堆中的引用地址赋给它

3.test3、test4重点掌握

@Test
public void test1(){String s1 = "a" + "b" + "c";//编译期优化：等同于"abc" 在字节码文件中,s1="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); //trueSystem.out.println(s1.equals(s2)); //true
}@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：javaEEhadoopString s5 = s1 + "hadoop";String s6 = "javaEE" + s2;String s7 = s1 + s2;System.out.println(s3 == s4);//trueSystem.out.println(s3 == s5);//falseSystem.out.println(s3 == s6);//falseSystem.out.println(s3 == s7);//falseSystem.out.println(s5 == s6);//falseSystem.out.println(s5 == s7);//falseSystem.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
}

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

四、拼接操作与append的效率对比

append效率要比字符串拼接高很多

/*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！详情：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]*/@Testpublic void test6(){long start = System.currentTimeMillis();//        method1(100000);//4014method2(100000);//7long 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StringBuilderStringBuilder src = new StringBuilder();for (int i = 0; i < highLevel; i++) {src.append("a");}
//        System.out.println(src);}

五、intern()的使用 (超级重要)

前言：

(1). 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

(2). 比如： String myInfo = new String(“I love u”).intern()；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”;

(3). 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）

new String(“ab”)会创建几个对象
①. new String(“ab”)会创建几个对象很重要
(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

如下图：(常量池中已经有了该对象)

new String(“a”) + new String(“b”)创建几个对象呢？
②. new String(“a”) + new String(“b”)呢？很重要
(在常量池中是没有ab存在的 [很关键] )

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”)

注意：强调一下，toString()的调用，在字符串常量池中，没有生成"ab" 没有ldc指令

关于String.intern( )的面试题

/*** 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");String s1 = 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";//s  指向堆空间"1"的内存地址//s1 指向字符串常量池中"1"的内存地址//s2 指向字符串常量池已存在的"1"的内存地址  所以 s1==s2System.out.println(s == s2);//jdk6：false   jdk7/8：falseSystem.out.println(s1 == s2);//jdk6: true   jdk7/8：trueSystem.out.println(System.identityHashCode(s));//491044090System.out.println(System.identityHashCode(s1));//644117698System.out.println(System.identityHashCode(s2));//644117698//s3变量记录的地址为：new String("11")String s3 = new String("1") + new String("1");//执行完上一行代码以后，字符串常量池中，是否存在"11"呢？答案：不存在！！//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s3.intern();//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String s4 = "11";System.out.println(s3 == s4);//jdk6：false  jdk7/8：true}
}

public class StringIntern1 {public static void main(String[] args) {//StringIntern.java中练习的拓展：String s3 = new String("1") + new String("1");//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？答案：不存在！！String s4 = "11";//在字符串常量池中生成对象"11"String s5 = s3.intern();System.out.println(s3 == s4);//falseSystem.out.println(s5 == s4);//true}
}

四、总结String的intern（）的使用

如果拼接的结果调用intern（）方法分为两种情况：

JDK1.6，将这个字符串对象尝试放入串池
①. 如果字符串常量池中有，则并不会放入。返回已有的串池中的对象的地址
②.如果没有,它会在常量池中创建一个对象放入串池中，并返回串池中的对象地址

JDK1.7，将这个字符串对象尝试放入串池
①.如果字符串常量池中有，则并不会放入。返回已有的串池中的对象的地址
②.如果没有，它不会创建一个对象，如果堆中已经这个字符串，那么会将堆中的引用地址赋给它

public class StringExer1 {public static void main(String[] args) {//String x = "ab";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"String s2 = s.intern();//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System.out.println(s2 == "ab");//jdk6:true  jdk8:trueSystem.out.println(s == "ab");//jdk6:false  jdk8:true}
}

intern题目：

六、intern()效率测试

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，就会明显降低内存的大小。

/*** 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();}
}

七、 StrtingTable的垃圾回收(了解)

/*** String的垃圾回收:* -Xms15m -Xmx15m -XX:+PrintStringTableStatistics -XX:+PrintGCDetails**/
public class StringGCTest {public static void main(String[] args) {//        for (int j = 0; j < 100; j++) {//            String.valueOf(j).intern();
//        }//发生垃圾回收行为for (int j = 0; j < 100000; j++) {String.valueOf(j).intern();}}
}

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