簡書 占小狼
轉(zhuǎn)載請注明原創(chuàng)出處彬碱，謝謝！

前言

String字符串在Java應用中使用非常頻繁婴程，只有理解了它在虛擬機中的實現(xiàn)機制晋辆，才能寫出健壯的應用渠脉，本文使用的JDK版本為1.8.0_3。

常量池

Java代碼被編譯成class文件時瓶佳，會生成一個常量池（Constant pool）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)芋膘，用以保存字面常量和符號引用（類名、方法名霸饲、接口名和字段名等）为朋。

package com.ctrip.ttd.whywhy;
public class Test {  
    public static void main(String[] args) {  
        String test = "test";  
    }  
}  

很簡單的一段代碼，通過命令 javap -verbose 查看class文件中 Constant pool 實現(xiàn)：

Constant pool:
   #1 = Methodref          #4.#13         // java/lang/Object."<init>":()V
   #2 = String             #14            // test
   #3 = Class              #15            // com/ctrip/ttd/whywhy/test
   #4 = Class              #16            // java/lang/Object
   #5 = Utf8               <init>
   #6 = Utf8               ()V
   #7 = Utf8               Code
   #8 = Utf8               LineNumberTable
   #9 = Utf8               main
  #10 = Utf8               ([Ljava/lang/String;)V
  #11 = Utf8               SourceFile
  #12 = Utf8               test.java
  #13 = NameAndType        #5:#6          // "<init>":()V
  #14 = Utf8               test
  #15 = Utf8               com/ctrip/ttd/whywhy/test
  #16 = Utf8               java/lang/Object

通過反編譯出來的字節(jié)碼可以看出字符串 "test" 在常量池中的定義方式：

#2 = String             #14            // test
#14 = Utf8              test

在main方法字節(jié)碼指令中厚脉，0 ~ 2行對應代碼 String test = "test"; 由兩部分組成：ldc #2 和 astore_1习寸。

 // main方法字節(jié)碼指令
 public static void main(java.lang.String[]);
   Code:
      0: ldc           #2                  // String test
      2: astore_1
      3: return

1、Test類加載到虛擬機時傻工，"test"字符串在Constant pool中使用符號引用symbol表示融涣，當調(diào)用 ldc #2 指令時，如果Constant pool中索引 #2 的symbol還未解析精钮，則調(diào)用C++底層的 StringTable::intern 方法生成char數(shù)組，并將引用保存在StringTable和常量池中剃斧，當下次調(diào)用 ldc #2 時轨香，可以直接從Constant pool根據(jù)索引 #2獲取 "test" 字符串的引用，避免再次到StringTable中查找幼东。

2臂容、astore_1指令將"test"字符串的引用保存在局部變量表中。

常量池的內(nèi)存分配 在 JDK6根蟹、7脓杉、8中有不同的實現(xiàn)：
1、JDK6及之前版本中简逮，常量池的內(nèi)存在永久代PermGen進行分配球散，所以常量池會受到PermGen內(nèi)存大小的限制。
2散庶、JDK7中蕉堰，常量池的內(nèi)存在Java堆上進行分配，意味著常量池不受固定大小的限制了悲龟。
3屋讶、JDK8中，虛擬機團隊移除了永久代PermGen须教。

字符串初始化

字符串可以通過兩種方式進行初始化：字面常量和String對象皿渗。

字面常量

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        String a = "java";
        String b = "java";
        String c = "ja" + "va";
    }
}

通過 "javap -c" 命令查看字節(jié)碼指令實現(xiàn)：

其中l(wèi)dc指令將int、float和String類型的常量值從常量池中推送到棧頂，所以a和b都指向常量池的"java"字符串乐疆。通過指令實現(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)：變量a划乖、b和c都指向常量池的 "java" 字符串，表達式 "ja" + "va" 在編譯期間會把結(jié)果值"java"直接賦值給c诀拭。

String對象

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        String a = "java";
        String c = new String("java");
    }
}

這種情況下迁筛，a == c 成立么？字節(jié)碼實現(xiàn)如下：

其中String對象中使用char數(shù)組存儲字符串撩匕，變量a指向常量池的"java"字符串，變量c指向Java堆的String對象墨叛，且該對象的char數(shù)組指向常量池的"java"字符串止毕，所以很顯然 a != c，如下圖所示：

**通過 "字面量 + String對象" 進行賦值會發(fā)生什么漠趁？ **

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        String a = "hello ";
        String b = "world";
        String c = a + b;
        String d = "hello world";
    }
}

這種情況下扁凛，c == d成立么？字節(jié)碼實現(xiàn)如下：

通過指令實現(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)辟犀，字符串變量的連接動作俏竞，在編譯階段會被轉(zhuǎn)化成StringBuilder的append操作，變量c最終指向Java堆上新建String對象堂竟，變量d指向常量池的"hello world"字符串魂毁，所以 c != d。

不過有種特殊情況出嘹，當final修飾的變量發(fā)生連接動作時席楚，虛擬機會進行優(yōu)化，將表達式結(jié)果直接賦值給目標變量：

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        final String a = "hello ";
        final String b = "world";
        String c = a + b;
        String d = "hello world";
    }
}

指令實現(xiàn)如下：

END税稼。
我是占小狼烦秩。
在魔都艱苦奮斗，白天是上班族郎仆，晚上是知識服務工作者只祠。
如果讀完覺得有收獲的話，記得關(guān)注和點贊哦扰肌。
非要打賞的話抛寝，我也是不會拒絕的。