一個高頻面試題,考考大家對 Java String 常量池的理解

問題:下面兩行代碼,會在JAVA字符串常量池中產生幾個字符串。 String str1 = "ab"; String str2 = str1 + "c";

String:字符串常量池

作為最基礎的引用數據類型,Java 設計者為 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體原理是什么,我們帶著以下三個問題,去理解字符串常量池:

字符串常量池的設計意圖是什么?

字符串常量池在哪里?

如何操作字符串常量池?

字符串常量池的設計思想

字符串的分配,和其他的對象分配一樣,耗費高昂的時間與空間代價,作為最基礎的數據類型,大量頻繁的創建字符串,極大程度地影響程序的性能

JVM為了提高性能和減少內存開銷,在實例化字符串常量的時候進行了一些優化

為字符串開辟一個字符串常量池,類似于緩存區

創建字符串常量時,首先堅持字符串常量池是否存在該字符串

存在該字符串,返回引用實例,不存在,實例化該字符串并放入池中

實現的基礎

實現該優化的基礎是因為字符串是不可變的,可以不用擔心數據沖突進行共享

運行時實例創建的全局字符串常量池中有一個表,總是為池中每個唯一的字符串對象維護一個引用,這就意味著它們一直引用著字符串常量池中的對象,所以,在常量池中的這些字符串不會被垃圾收集器回收

代碼:從字符串常量池中獲取相應的字符串

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時,首先了解一下堆、棧、方法區:

存儲的是對象,每個對象都包含一個與之對應的class

JVM只有一個堆區(heap)被所有線程共享,堆中不存放基本類型和對象引用,只存放對象本身

對象的由垃圾回收器負責回收,因此大小和生命周期不需要確定

每個線程包含一個棧區,棧中只保存基礎數據類型的對象和自定義對象的引用(不是對象)

每個棧中的數據(原始類型和對象引用)都是私有的

棧分為3個部分:基本類型變量區、執行環境上下文、操作指令區(存放操作指令)

數據大小和生命周期是可以確定的,當沒有引用指向數據時,這個數據就會自動消失

方法區

靜態區,跟堆一樣,被所有的線程共享

方法區中包含的都是在整個程序中永遠唯一的元素,如class,static變量

字符串常量池則存在于方法區

代碼:堆棧方法區存儲字符串

String str1 = “abc”;

String str2 = “abc”;

String str3 = “abc”;

String str4 = new String(“abc”);

String str5 = new String(“abc”);

字符串對象的創建

面試題:String str4 = new String(“abc”) 創建多少個對象?

在常量池中查找是否有“abc”對象

有則返回對應的引用實例

沒有則創建對應的實例對象

在堆中 new 一個 String("abc") 對象

將對象地址賦值給str4,創建一個引用

所以,常量池中沒有“abc”字面量則創建兩個對象,否則創建一個對象,以及創建一個引用

根據字面量,往往會提出這樣的變式題:

String str1 = new String("A"+"B") ; 會創建多少個對象?

String str2 = new String("ABC") + "ABC" ; 會創建多少個對象?

str1:

字符串常量池:"A","B","AB" : 3個

堆:new String("AB") :1個

引用: str1 :1個

總共 : 5個

str2 :

字符串常量池:"ABC" : 1個

堆:new String("ABC") :1個

引用: str2 :1個

總共 : 3個

代碼:基礎類型的變量和常量,變量和引用存儲在棧中,常量存儲在常量池中

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實例化字符串常量池時

String str1 = “hello”;

String str2 = “hello”;

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

String.intern()

通過new操作符創建的字符串對象不指向字符串池中的任何對象,但是可以通過使用字符串的intern()方法來指向其中的某一個。java.lang.String.intern()返回一個保留池字符串,就是一個在全局字符串池中有了一個入口。如果以前沒有在全局字符串池中,那么它就會被添加到里面

// 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

補充:字面量和常量池初探

字符串對象內部是用字符數組存儲的,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");

會分配一個11長度的char數組,并在常量池分配一個由這個char數組組成的字符串,然后由m去引用這個字符串

用n去引用常量池里邊的字符串,所以和n引用的是同一個對象

生成一個新的字符串,但內部的字符數組引用著m內部的字符數組

同樣會生成一個新的字符串,但內部的字符數組引用常量池里邊的字符串內部的字符數組,意思是和u是同樣的字符數組

使用圖來表示的話,情況就大概是這樣的(使用虛線只是表示兩者其實沒什么特別的關系):

測試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

結論:

m和n是同一個對象

m,u,v都是不同的對象

m,u,v,n但都使用了同樣的字符數組,并且用equal判斷的話也會返回true

上述文章只是講解了此問題的原理,并沒有直接回答問題那么親愛的小伙伴們,在看完后,你對問題的答案是什么呢?歡迎大家來關注,留言,評論。

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