JDK 8源码解析——String中的intern()方法

String是最常用的类之一，也许就是太常见了，因此导致经常忽略它存在，即使在观察堆得时候发现String类以及char[]所占的内存比较多的时候，也潜意识的跳过了它们。其实，String类以及char[]也还是有优化的空间的。

String的源码提供了非常丰富的方法，最多的就是对char[]数组的处理。对数组的处理，几乎就是复制数组和转码的各种组合。本来觉得看下去以及没啥惊喜了，指到发现以下这个方法：

    /*** Returns a canonical representation for the string object.* <p>* A pool of strings, initially empty, is maintained privately by the* class {@code String}.* <p>* When the intern method is invoked, if the pool already contains a* string equal to this {@code String} object as determined by* the {@link #equals(Object)} method, then the string from the pool is* returned. Otherwise, this {@code String} object is added to the* pool and a reference to this {@code String} object is returned.* <p>* It follows that for any two strings {@code s} and {@code t},* {@code s.intern() == t.intern()} is {@code true}* if and only if {@code s.equals(t)} is {@code true}.* <p>* All literal strings and string-valued constant expressions are* interned. String literals are defined in section 3.10.5 of the* <cite>The Java&trade; Language Specification</cite>.** @return  a string that has the same contents as this string, but is*          guaranteed to be from a pool of unique strings.*/public native String intern();

这一个看似普通的本地方法，返回的是该Sting对象所指向的常量在常量池的地址。这里就不得不分析以下复杂的String对象关系了。也是导致为啥我们经常约定判断String对象是否相等时，不是用的“==”而是用equals()方法呢？是不是所有的时候2个String对象一定是不相等的呢？要说明这个问题，理解intern()方法就非常重要了。

intern()被调用的时候，首先是查看常量池中是否存在等于该String对象value的字符串，如果存在，则返回该字符串的地址，如果不存在就将该String对象的作为新的常量，那么新常量的地址和String对象的地址就是同一个了。这里有个前提就是在JDK1.7之后，常量池并入Java堆中。因此，上述的场景是处于JDK1.7之后的环境，我的验证环境为JDK1.8。

public class App {public static void main(String[] args) {String s1 = new String("aaa");String s2 = s1.intern();System.out.println(s1 == s2);}
}

根据上面对于intern()描述，第一印象结果应该是true，但是实际结果却是false。这个就很奇怪了，此时参考美团技术团队的文章终于找到了原因（https://tech.meituan.com/2014/03/06/in-depth-understanding-string-intern.html）。其实，

String s1 = new String("aaa");

中引入"aaa"作为参数的时候，因此在后面创建s1对象时，在常量池中时有了"aaa"常量，此时调用intern()返回的地址和s1不一致的。为了验证这个观点，写了以下代码：

public class App {public static void main(String[] args) {char[] chars = new char[]{'a', 'a', 'a'};String s1 = new String(chars);String s2 = s1.intern();System.out.println(s1 == s2);}
}

此时返回的结果就是true。

那么这个函数有什么用呢？其实就可以考虑用来优化Java堆。创建一个100万大小的数组，随机插入数字String，观察堆的情况和运行时间，记录3次运行数据。

public class App {private static long MAX = 100 * 10000;public static void main(String[] args) {long startTime = System.currentTimeMillis();List<String> strArr = new ArrayList<>();Random random = new Random();for (long i = 0; i < MAX; i++) {strArr.add(String.valueOf(random.nextInt() % (100 * 10)));
//            strArr.add(String.valueOf(random.nextInt() % (100 * 10)).intern());}long endTime = System.currentTimeMillis();System.out.println("Loop is end, Spending time is " + (endTime - startTime) / 1000.0 + "s");}
}

Java堆中String对象数量和大小以及运行时间【未使用intern()】
序号	数量	大小	运行时间
1	1,005,258	24,126kb	0.151s
2	1,005,246	24,126kb	0.164s
3	1,005,245	24,125kb	0.197s
平均值	1,005,250	24,126kb	0.171s

Java堆中String对象数量和大小以及运行时间【使用intern()】
序号	数量	大小	运行时间
1	45,077	1,081kb	0.215s
2	45,195	1,084kb	0.209s
3	45,077	1,081kb	0.204s
平均值	45,116	1082kb	0.209s

从上面的数据对比可以得知，合理使用intern()确实有降低堆大小的作用，但是也会带来额外的系统开销。因此intern()需要根据场景进行使用，不可滥用。

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