Knowledge Point 20180309 字符串常量池與String,intern()
引言
什麽都先不說，先看下面這個引入的例子：
public static void test4(){ String str1 = new String("SEU") + new String("Calvin"); System.out.println(str1.intern() == str1); System.out.println(str1 == "SEUCalvin"); }
再將上面的例子加上一行代碼：
public static void test5(){ String str2= "SEUCalvin"; String str1 = new String("SEU") + new String("Calvin"); System.out.println(str1.intern() == str1); System.out.println(str1 == "SEUCalvin"); }
是不是感覺莫名其妙，新定義的str2好像和str1沒有半毛錢的關系，怎麽會影響到有關str1的輸出結果呢？其實這都是intern()方法搞的鬼！看完這篇文章，你就會明白。
這中間的原因和Hotspot是有很大關系的,在JVM運行時數據區中的方法區有一個常量池，但是發現在JDK1.6以後常量池被放置在了堆空間，因此常量池位置的不同影響到了String的intern()方法的表現。
1.為什麽要介紹intern()方法
intern()方法設計的初衷，就是重(chong)用String對象，以節省內存消耗。這麽說可能有點抽象，那麽就用例子來證明。
package cn.stringPractise.create; static final int MAX = 100000; static final String[] arr = new String[MAX]; public static void main(String[] args) throws Exception { //為長度為10的Integer數組隨機賦值Integer[] sample = new Integer[10]; Random random = new Random(1000); for (int i = 0; i < sample.length; i++) { sample[i] = random.nextInt(); } //記錄程序開始時間 long t = System.currentTimeMillis(); //使用/不使用intern方法為10萬個String賦值，值來自於Integer數組的10個數 for (int i = 0; i < MAX; i++) { arr[i] = new String(String.valueOf(sample[i % sample.length])); //arr[i] = new String(String.valueOf(sample[i % sample.length])).intern(); 通過intern重復利用已經存在的字符串對象,這樣垃圾回收器能夠回收更多沒有指向的對象 } System.out.println((System.currentTimeMillis() - t) + "ms"); System.gc(); }
這個例子也比較簡單，就是為了證明使用intern()比不使用intern()消耗的內存更少。
先定義一個長度為10的Integer數組，並隨機為其賦值，在通過for循環為長度為10萬的String對象依次賦值，這些值都來自於Integer數組。兩種情況分別運行，可通過Window ---> Preferences --> Java --> Installed JREs設置JVM啟動參數為-agentlib:hprof=heap=dump,format=b，將程序運行完後的hprof置於工程目錄下。再通過MAT插件查看該hprof文件。
兩次實驗結果如下：
從運行結果來看，不使用intern()的情況下，程序生成了101924個String對象，而使用了intern()方法時，程序僅生成了1934個String對象(多次測試結果可能不同)。自然也證明了intern()節省內存的結論。細心的同學會發現使用了intern()方法後程序運行時間有所增加。這是因為程序中每次都是用了new String後又進行intern()操作的耗時時間，但是不使用intern()占用內存空間導致GC的時間是要遠遠大於這點時間的。
2. 深入認識intern()方法
查看API對於intern()的解釋如下:
String intern() 返回字符串對象的規範表示。【具體是什麽意思，我們將在一系列的例子後總結說明，有助於理解】
JDK1.7後，常量池被放入到堆空間中，這導致intern()函數的功能不同，具體怎麽個不同法，且看看下面代碼，這個例子是網上流傳較廣的一個例子，分析圖也是直接粘貼過來的，這裏我會用自己的理解去解釋這個例子：
String s = new String("1"); s.intern(); String s2 = "1"; System.out.println(s == s2); String s3 = new String("1") + new String("1"); s3.intern(); String s4 = "11"; System.out.println(s3 == s4);
- JDK1.6以及以下：false false
- JDK1.7以及以上：false true
再分別調整上面代碼2.3行、7.8行的順序：
1.String s = new String("1"); 2.String s2 = "1"; 3.s.intern(); 4.System.out.println(s == s2); 5. 6.String s3 = new String("1") + new String("1"); 7.String s4 = "11"; 8.s3.intern(); 9.System.out.println(s3 == s4);
輸出結果為：
1.JDK1.6以及以下：false false
2.JDK1.7以及以上：false false
下面依據上面代碼對intern()方法進行分析：
1.2.1 JDK1.6
在JDK1.6中所有的輸出結果都是 false，因為JDK1.6以及以前版本中，常量池是放在 Perm 區（方法區，也叫永久代）中的，熟悉JVM的話應該知道這是和堆區完全分開的。使用引號聲明的字符串都是會直接在字符串常量池中生成的，而 new 出來的 String 對象是放在堆空間中的。所以兩者的內存地址肯定是不相同的，即使調用了intern()方法也是不影響的。intern()方法在JDK1.6中的作用是：比如String s = new String("SEU_Calvin")，再調用s.intern()，此時返回值還是字符串"SEU_Calvin"，表面上看起來好像這個方法沒什麽用處。但實際上，在JDK1.6中它做了個小動作：檢查字符串池裏是否存在"SEU_Calvin"這麽一個字符串，如果存在，就返回池裏的字符串；如果不存在，該方法會把"SEU_Calvin"添加到字符串池中，然後再返回它的引用。然而在JDK1.7中卻不是這樣的，後面會討論。
1.2.2 JDK1.7
針對JDK1.7以及以上的版本，我們將上面兩段代碼分開討論。先看第一段代碼的情況：
再把第一段代碼貼一下便於查看：
String s = new String("1"); s.intern(); String s2 = "1"; System.out.println(s == s2); String s3 = new String("1") + new String("1"); s3.intern(); String s4 = "11"; System.out.println(s3 == s4);
- JDK1.6以及以下：false false
- JDK1.7以及以上：false true
- String s = newString("1")，生成了常量池中的“1” 和堆空間中的字符串對象。
- s.intern()，這一行的作用是s對象去常量池中尋找後發現"1"已經存在於常量池中了。
- String s2 = "1"，這行代碼是生成一個s2的引用指向常量池中的“1”對象。
- 結果就是 s 和 s2 的引用地址明顯不同。因此返回了false。
- String s3 = new String("1") + newString("1")，這行代碼在字符串常量池中生成“1”，並在堆空間中生成s3引用指向的對象（內容為"11"）。註意此時常量池中是沒有 “11”對象的。
- s3.intern()，這一行代碼，是將 s3中的“11”字符串放入 String 常量池中，此時常量池中不存在“11”字符串，JDK1.6的做法是直接在常量池中生成一個 "11" 的對象。
- 但是在JDK1.7中，常量池中不需要再存儲一份對象了，可以直接存儲堆中的引用。這份引用直接指向 s3 引用的對象，也就是說s3.intern() ==s3會返回true。
- String s4 = "11"， 這一行代碼會直接去常量池中創建，但是發現已經有這個對象了，此時也就是指向 s3 引用對象的一個引用。因此s3 == s4
再把第二段代碼貼一下便於查看：
String s = new String("1"); String s2 = "1"; s.intern(); System.out.println(s == s2); String s3 = new String("1") + new String("1"); String s4 = "11"; s3.intern(); System.out.println(s3 == s4);
1.JDK1.6以及以下：false false
2.JDK1.7以及以上：false false
- String s = newString("1")，生成了常量池中的“1” 和堆空間中的字符串對象。
- String s2 = "1"，這行代碼是生成一個s2的引用指向常量池中的“1”對象，但是發現已經存在了，那麽就直接指向了它。
- s.intern()，這一行在這裏就沒什麽實際作用了。因為"1"已經存在了。
- 結果就是 s 和 s2 的引用地址明顯不同。因此返回了false。
- String s3 = new String("1") + newString("1")，這行代碼在字符串常量池中生成“1” ，並在堆空間中生成s3引用指向的對象（內容為"11"，實際上s3指向的是一個字符串對象,該對象中是兩個個字符串變量連接運算）。註意此時常量池中是沒有 “11”對象的。
- String s4 = "11"， 這一行代碼會直接去生成常量池中的"11"。
- s3.intern()，這一行在這裏就沒什麽實際作用了。因為"11"已經存在了。
- 結果就是 s3 和 s4 的引用地址明顯不同。因此返回了false。
本文轉載，原文鏈接為：SEU_Calvin的博客。
1.3 總結
終於要做Ending了。現在再來看一下開篇給的引入例子，是不是就很清晰了呢。
String str1 = new String("SEU") + new String("Calvin"); System.out.println(str1.intern() == str1); //true System.out.println(str1 == "SEUCalvin"); //true
str1.intern() == str1就是上面例子中的情況，str1.intern()發現常量池中不存在“SEUCalvin”，因此指向了str1。 "SEUCalvin"在常量池中創建時，也就直接指向了str1了。兩個都返回true就理所當然啦。
那麽第二段代碼呢：
String str2 = "SEUCalvin";//新加的一行代碼，其余不變 String str1 = new String("SEU")+ new String("Calvin"); System.out.println(str1.intern() == str1); //false System.out.println(str1 == "SEUCalvin"); //false
也很簡單啦，str2先在常量池中創建了“SEUCalvin”，那麽str1.intern()當然就直接指向了str2，你可以去驗證它們兩個是返回的true。後面的"SEUCalvin"也一樣指向str2。所以誰都不搭理在堆空間中的str1了，所以都返回了false。
小結：
intern()方法在JDK1.6中的作用是：比如String s = new String("SEU_Calvin")，再調用s.intern()，此時返回值還是字符串"SEU_Calvin"，表面上看起來好像這個方法沒什麽用處。但實際上，在JDK1.6中它做了個小動作：檢查字符串池裏是否存在"SEU_Calvin"這麽一個字符串，如果存在，就返回池裏的字符串；如果不存在，該方法會把"SEU_Calvin"添加到字符串池中，然後再返回它的引用。
JDK1.7中,string.Intern（）會先檢查在字符串常量池中有沒有這個字符串,如果沒有,那麽在字符串常量池中村存入一個指針指向堆中的String對象,如果字符串常量池中有這個字符串,那麽會返回字符串常量池中這個對象地址.
- String str1 = new String("SEU") + new String("Calvin");
語句在內存中是什麽樣的呢?因為String是不可改變的,所以Str1相當於創建了5個對象,兩個new,兩個在字符串常量池,一個是str1的指向,這個指向的內容並不是SEUCalvin,而是一個計算new String("SEU") + new String("Calvin")的計算,也就是會有這兩個new對象的地址,還有運算法則,所以System.out.println(str1.intern() == str1);為true,如果是下面情況:
String str1 = new String("SEUCalvin");
System.out.println(str1.intern() == str1);
那麽結果就是false,因為第一句會在字符串常量池中創建SEUCalvin字符串對象,str1.intern()後地址就變成了字符串常量池中的地址,兩個地址這時變不一樣了.
使用String.intern()能夠重復使用在內存中已經存在的相同的字符串對象,這樣避免了相同對象分配內存造成的內存的浪費,又因為String是不可變的,所以在兩個索引指向同一個String對象時,這時如果另一個對象改變String,實際上是重新創建了一個String對象,也不會因為一個索引的操作修改而影響另一個索引指向的String發生改變;
Knowledge Point 20180309 字符串常量池與String,intern()