深入理解Java String.intern()

大家可能都知道String.intern()的作用,调用它时,如果常量池中存在当前字符串, 就会直接返回当前字符串. 如果常量池中没有此字符串, 会将此字符串放入常量池中后, 再返回。
但是一些稍复杂的例子,可能就说不清它的运行结果,而且这结果跟jdk版本有关。本篇通过理论和例子让你对String.intern()的有更深入的理解,以及其中的原理。这不仅仅是笔试面试中常考得点,也是对技术深入探究的态度。

1. Java 各版本中String.intern()

1.1 常量池

Class文件中除了有关的版本、字段、方法、接口等描述信息外,还有一项信息是常量池,用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。其中字符串池(又名字符串规范化)是一个用一个共享的String替换几个具有相同值但不同身份的对象。你可以通过Map<String, String>来自己实现此目标(根据要求可能有软或弱引用),或者可以使用String.intern()由JDK提供的方法。

1.2 Java 6中的String.intern()

Java 6以及6之前中常量池存放在方法区(Perm 区)中,过多的使用intern()会直接产生java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space错误的。因为方法区具有固定大小,不能在运行时扩展。虽然可以使用-XX:MaxPermSize=N选项进行设置,根据平台的不同,默认的PermGen大小在32M到96M之间变化。你可以增加它的大小,但它的大小仍然是固定的,这种限制使得不能不受控制的使用String.intern()。这就是Java 6时代的字符串池主要在手动管理的Map中实现的原因。

1.3 Java 7中的String.intern()

Oracle对Java 7中的常量池做了一个非常重要的改变 — 常量池被重新定位到堆中。这意味着你不再受限于单独的固定大小内存区域。所有字符串现在都位于堆中,与大多数其他普通对象一样,这使你可以在调整应用程序时仅管理堆大小。从技术上讲,这仅仅是一个使用String.intern()的理由。但还有其他原因。

常量池中的GC,如果常量不再被引用,那么JVM是可以回收它们来节省内存,因此常量池放在堆区可以更方便和堆区的其他对象一起被JVM进行垃圾收集管理。

2. String的创建及拼接

2.1 String的创建

字符串不属于基本类型,但是可以像基本类型一样,直接通过字面量赋值,当然也可以通过new来生成一个字符串对象。不过通过字面量赋值的方式和new的方式生成字符串有本质的区别:

通过字面量赋值创建字符串时,会先在常量池中查找是否已经存在相同的字符串,倘若已经存在,栈中的引用直接指向该字符串;倘若不存在,则在常量池中生成一个字符串,再将栈中的引用指向该字符串。而通过new的方式创建字符串时,就直接在堆中生成一个字符串的对象,栈中的引用指向该对象。

2.2 String的拼接

String s = "hello "+"world";//等价于直接赋值"hello world"

直接多个字符串字面量值“+”操作,编译阶段直接会合成为一个字符串。

String s1="world";
String s = "hello "+s1;

通过反编译可知以上代码相当于

String s1="world";
StringBuilder sb=new StringBuilder("hello");
sb.append(s1);
String s = sb.toString();

实际上是先创建StringBuilder,然后使用append()拼接,最后toString()赋值给s

final String s1="world";
String s = "hello "+s1;

将s1用final修饰,则拼接也是在编译时完成,编译时会先把用常量值替换s1,再就是和第一种情况相同了

String s=new String("hello ") + new String("world");

这种也是用StringBuilder拼接

3. String.intern()例子详解

例子1

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "string";
        String str2 = new String("string");
        String str3 = str2.intern();
 
        System.out.println(str1==str2);
        System.out.println(str1==str3);
    }
}

运行结果:
false
ture

第一个判断,因为str1指向的是常量池中的字符串常量,str2是在堆中生成的对象,所以str1==str2返回false。
第二个判断,str2调用intern(),会先在常量池中找是否有"string"字符串,池中已经有了(创建str1时添加的),所以直接返回该字符串的引用,str1和str3引用的是同一个,因此为true。

例子2

public class StringTest01 {
    public static void main(String[] args) {
        String baseStr = "baseStr";
        final String baseFinalStr = "baseStr";
 
        String str1 = "baseStr01";
        String str2 = "baseStr"+"01";
        String str3 = baseStr + "01";
        String str4 = baseFinalStr+"01";
        String str5 = new String("baseStr01").intern();
 
        System.out.println(str1 == str2);
        System.out.println(str1 == str3);
        System.out.println(str1 == str4);
        System.out.println(str1 == str5);
    }
}

按顺序依次讲解:

  1. 上面字符串拼接说了,str2也相当于直接用"baseStr01"赋值,str1==str2 肯定会返回true,因为str1和str2都指向常量池中的同一引用地址。
  2. str3由非常量baseStr 拼接,实际上是stringBuilder.append()生成的结果,所以与str1不相等,结果返回false。
  3. str4由常量baseFinalStr 拼接,在编译时就进行了替换,等同于字面量赋值,所以为true。
  4. 在常量池中已经有"baseStr01"字符串,str5和str1都引用它,所以返回true。

例子3

public class InternTest {
    public static void main(String[] args) {
 
        String str2 = new String("str")+new String("01");
        str2.intern();
        String str1 = "str01";
        System.out.println(str2==str1);
    }
}

在java 1.6运行结果:false
在java 1.7以及之后运行结果:true

和例子1一样,因为str2和str1分别指向堆中对象和常量池中字符串,所以返回false。
奇怪的是,为什么java 1.7后,结果为true呢,这就跟上面说的常量池被移到堆中有关了,intern()在实现上发生了比较大的改变,还是会先去查询常量池中是否有已经存在,如果存在,则返回常量池中的引用,这一点与之前没有区别,区别在于,如果在常量池找不到对应的字符串,则不会再将字符串拷贝到常量池,而只是在常量池中生成一个对原字符串的引用。
所以,str2.intern();这句话不是没任何影响的,它会在常量池中生成一个对堆中的“str01”的引用,而在进行字面量赋值的时候,常量池中已经存在,所以直接返回该引用即可,因此str1和str2都指向堆中的字符串,返回true。

对该例子稍作修改

public class InternTest01 {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "str01";
        String str2 = new String("str")+new String("01");
        str2.intern();
        System.out.println(str2 == str1);
    }
}

将str1的定义放在前面,则java 1.6,1.7都返回false
因为这次str2.intern();执行时,常量池中已经有了"str01", 因此str1和str2引用不同。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 159,835评论 4 364
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 67,598评论 1 295
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 109,569评论 0 244
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 44,159评论 0 213
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 52,533评论 3 287
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 40,710评论 1 222
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 31,923评论 2 313
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,674评论 0 203
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,421评论 1 246
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,622评论 2 245
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 32,115评论 1 260
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,428评论 2 254
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 33,114评论 3 238
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,097评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,875评论 0 197
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 35,753评论 2 276
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,649评论 2 271

推荐阅读更多精彩内容