String是Java基礎(chǔ)的重要考點剃幌。可問的點多箫荡，而且很多點可以橫向切到其他考點，或縱向深入JVM渔隶。
本文略過了String的基本內(nèi)容羔挡，重點在于String#intern()。
String常量池
String常量可能會在兩種時機進入常量池：
- 編譯期：通過雙引號聲明的常量（包括顯示聲明间唉、靜態(tài)編譯優(yōu)化后的常量绞灼，如”1”+”2”優(yōu)化為常量”12”），在前端編譯期將被靜態(tài)的寫入class文件中的“常量池”呈野。該“常量池”會在類加載后被載入“內(nèi)存中的常量池”低矮，也就是我們平時所說的常量池。同時被冒，JIT優(yōu)化也可能產(chǎn)生類似的常量军掂。
- 運行期：調(diào)用String#intern()方法，可能將該String對象動態(tài)的寫入上述“內(nèi)存中常量池”昨悼。
時機1的行為是明確的蝗锥。原理可閱讀class文件結(jié)構(gòu)、類加載率触、編譯期即運行期優(yōu)化等內(nèi)容终议。
時機2在jdk6和jdk7中的行為不同，下面討論。
String#intern()
讀者可直接閱讀參考資料穴张。下述總結(jié)僅為了猴子自己復習方便细燎。
聲明
/**
* Returns a canonical representation for the string object.
* <p>
* A pool of strings, initially empty, is maintained privately by the
* class <code>String</code>.
* <p>
* When the intern method is invoked, if the pool already contains a
* string equal to this <code>String</code> object as determined by
* the {@link #equals(Object)} method, then the string from the pool is
* returned. Otherwise, this <code>String</code> object is added to the
* pool and a reference to this <code>String</code> object is returned.
* <p>
* It follows that for any two strings <code>s</code> and <code>t</code>,
* <code>s.intern() == t.intern()</code> is <code>true</code>
* if and only if <code>s.equals(t)</code> is <code>true</code>.
* <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™ 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();
String#intern()是一個native方法。根據(jù)Javadoc皂甘，如果常量池中存在當前字符串, 就會直接返回當前字符串. 如果常量池中沒有此字符串, 會將此字符串放入常量池中后, 再返回玻驻。
實現(xiàn)原理
JNI最后調(diào)用了c++實現(xiàn)的StringTable::intern()方法：
oop StringTable::intern(Handle string_or_null, jchar* name,
int len, TRAPS) {
unsigned int hashValue = java_lang_String::hash_string(name, len);
int index = the_table()->hash_to_index(hashValue);
oop string = the_table()->lookup(index, name, len, hashValue);
// Found
if (string != NULL) return string;
// Otherwise, add to symbol to table
return the_table()->basic_add(index, string_or_null, name, len,
hashValue, CHECK_NULL);
}
oop StringTable::lookup(int index, jchar* name,
int len, unsigned int hash) {
for (HashtableEntry<oop>* l = bucket(index); l != NULL; l = l->next()) {
if (l->hash() == hash) {
if (java_lang_String::equals(l->literal(), name, len)) {
return l->literal();
}
}
}
return NULL;
}
在the_table()返回的hash表中查找字符串，如果存在就返回偿枕，否則加入表击狮。
StringTable是一個固定大小的Hashtable，默認大小是1009益老。基本邏輯與Java中HashMap相同寸莫，也使用拉鏈法解決碰撞問題捺萌。
既然是拉鏈法，那么如果放進的String非常多膘茎，就會加劇碰撞桃纯，導致鏈表非常長。最壞情況下披坏，String#intern()的性能由O(1)退化到O(n)态坦。
- jdk6中StringTable的長度固定為1009。
- jdk7中棒拂，StringTable的長度可以通過一個參數(shù)
-XX:StringTableSize指定伞梯，默認1009。
jdk6和jdk7下String#intern()的區(qū)別
引言
相信很多Java程序員都做類似String s = new String("abc");這個語句創(chuàng)建了幾個對象的題目帚屉。這種題目主要是為了考察程序員對字符串對象常量池的掌握谜诫。上述的語句中創(chuàng)建了2個對象：
- 第一個對象，內(nèi)容"abc"攻旦，存儲在常量池中喻旷。
- 第二個對象，內(nèi)容"abc"牢屋，存儲在堆中且预。
問題
來看一段代碼：
public static void main(String[] args) {
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);
}
打印結(jié)果：
# jdk6下
false false
# jdk7下
false true
具體為什么稍后再解釋，然后將s3.intern();語句下調(diào)一行烙无，放到String s4 = "11";后面锋谐。將s.intern();放到String s2 = "1";后面：
public static void main(String[] args) {
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);
}
打印結(jié)果：
# jdk6下
false false
# jdk7下
false false
jdk6的解釋
注：圖中綠色線條代表String對象的內(nèi)容指向；黑色線條代表地址指向皱炉。
jdk6中怀估，上述的所有打印都是false。
因為jdk6的常量池放在Perm區(qū)中，和正常的Heap（指Eden多搀、Surviver歧蕉、Old區(qū)）完全分開。具體來說：使用引號聲明的字符串都是通過編譯和類加載直接載入常量池康铭，位于Perm區(qū)惯退；new出來的String對象位于Heap（E、S从藤、O）中催跪。拿一個Perm區(qū)的對象地址和Heap中的對象地址進行比較，肯定是不相同的夷野。
Perm區(qū)主要存儲一些加載類的信息懊蒸、靜態(tài)變量、方法片段悯搔、常量池等骑丸。
jdk7的解釋
在jdk6及之前的版本中，字符串常量池都是放在Perm區(qū)的妒貌。Perm區(qū)的默認大小只有4M通危，如果多放一些大字符串，很容易拋出OutOfMemoryError: PermGen space灌曙。
因此菊碟，jdk7已經(jīng)將字符串常量池從Perm區(qū)移到正常的Heap（E、S在刺、O）中了逆害。
Perm區(qū)即永久代。本身用永久代實現(xiàn)方法區(qū)就容易遇到內(nèi)存溢出增炭；而且方法區(qū)存放的內(nèi)容也很難估計大小忍燥，沒必要放在堆中管理。jdk8已經(jīng)取消了永久代隙姿，在堆外新建了一個Metaspace實現(xiàn)方法區(qū)梅垄。
正是因為字符串常量池移到了Heap中，才產(chǎn)生了上述變化输玷。
第一段代碼
先看s3和s4：
- 首先队丝，
String s3 = new String("1") + new String("1");，生成了多個對象欲鹏，s3最終指向堆中的"11"机久。注意，此時常量池中是沒有字符串"11"的赔嚎。 - 然后膘盖，
s3.intern();胧弛，將s3中的字符串"11"放入了常量池中，因為此時常量池中不存在字符串"11"侠畔，因此常規(guī)做法與跟jdk6相同结缚，在常量池中生成一個String對象"11"——然而，jdk7中常量池不在Perm區(qū)中了软棺，相應(yīng)做了調(diào)整：常量池中不需要再存儲一份對象了红竭，而是直接存儲堆中的引用，也就是s3的引用地址喘落。 - 接下來茵宪，
String s4 = "11";，"11"通過雙引號顯示聲明瘦棋，因此會直接去常量池中查找稀火，如果沒有再創(chuàng)建。發(fā)現(xiàn)已經(jīng)有這個字符串了赌朋，也就是剛才通過s3.intern();存儲在常量池中的s3的引用地址憾股。于是，直接返回s3的引用地址箕慧，s4賦值為s3的引用，s4指向堆中的"11"茴恰。 - 最后颠焦，s3、s4指向的堆中的"11"往枣，常量池中存儲s3的引用伐庭，滿足
s3 == s4。
再看s和s2：
- 首先分冈，
String s = new String("1");圾另，生成了2個對象，常量池中的"1"和堆中的"1"雕沉，s指向堆中的"1"集乔。 - 然后，
s.intern();坡椒，上一句已經(jīng)在常量池中創(chuàng)建了"1"扰路，所以此處什么都不做。 - 接下來倔叼，汗唱，
String s2 = "1";，常量池中有"1"丈攒，因此哩罪，s2直接指向常量池中的"1"授霸。 - 最后，s指向的堆中的"1"际插，s2指向常量池中的"1"碘耳，常量池中存儲字符串"1"，不滿足
s == s2腹鹉。
第二段代碼
先看s3和s4藏畅，將s3.intern();放在了String s4 = "11";后：
- 先執(zhí)行
String s4 = "11";，此時功咒，常量池中不存在"11"愉阎，因此，將"11"放入常量池力奋，然后s4指向常量池中的"11"榜旦。 - 再執(zhí)行
s3.intern();，上一句已經(jīng)在常量池中創(chuàng)建了"11"景殷，所以此處什么都不做溅呢。 - 最后，s3仍指向的堆中的"11"猿挚，s4指向常量池中的"11"咐旧，常量池中存儲字符串"11"，不再滿足
s3 == s4绩蜻。
再看s和s2铣墨，將s.intern();放到String s2 = "1";后：
- 先執(zhí)行
String s2 = "1";，之前已通過String s = new String("1");在常量池中創(chuàng)建了"1"办绝，因此伊约，s2直接指向常量池中的"1"。 - 再執(zhí)行
s.intern();孕蝉，常量池中有"1"屡律，所以此處什么都不做。 - 最后降淮，s指向的堆中的"1"超埋，s2指向常量池中的"1"，常量池中存儲字符串"1"佳鳖，仍不滿足
s == s2纳本。
區(qū)別小結(jié)
jdk7與jdk6相比，對String常量池的位置腋颠、String#intern()的語義都做了修改：
- 將String常量池從Perm區(qū)移到了Heap區(qū)繁成。
- 調(diào)用String#intern()方法時，堆中有該字符串而常量池中沒有淑玫，則直接在常量池中保存堆中對象的引用巾腕，而不會在常量池中重新創(chuàng)建對象面睛。
使用姿勢
建議直接閱讀參考資料。
額外的問題
String#intern()的基本用法如下：
String s1 = xxx1.toString().intern();
String s2 = xxx2.toString().intern();
assert s1 == s2;
然而尊搬，xxx1.toString()叁鉴、xxx2.toString()已經(jīng)創(chuàng)建了兩個匿名String對象，這之后再調(diào)用String#intern()佛寿。那么幌墓，這兩個匿名對象去哪了？
估計猴子對創(chuàng)建對象的過程理解有問題冀泻，或許
xxx1.toString()返回時還沒有將對象保存到堆上常侣？或許String#intern()上做了什么語法糖？后面有時間再解決吧弹渔。胳施。。
參考：
本文鏈接：
本文鏈接：String常量池和String#intern()
作者：猴子007
出處：https://monkeysayhi.github.io
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