一個(gè)高頻面試題,考考大家對(duì) Java String 常量池的理解

問題:下面兩行代碼,會(huì)在JAVA字符串常量池中產(chǎn)生幾個(gè)字符串凫佛。 String str1 = "ab"; String str2 = str1 + "c";

String:字符串常量池

作為最基礎(chǔ)的引用數(shù)據(jù)類型,Java 設(shè)計(jì)者為 String 提供了字符串常量池以提高其性能孕惜,那么字符串常量池的具體原理是什么愧薛,我們帶著以下三個(gè)問題,去理解字符串常量池:

字符串常量池的設(shè)計(jì)意圖是什么衫画?

字符串常量池在哪里毫炉?

如何操作字符串常量池?

字符串常量池的設(shè)計(jì)思想

字符串的分配削罩,和其他的對(duì)象分配一樣瞄勾,耗費(fèi)高昂的時(shí)間與空間代價(jià),作為最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)類型弥激,大量頻繁的創(chuàng)建字符串进陡,極大程度地影響程序的性能

JVM為了提高性能和減少內(nèi)存開銷,在實(shí)例化字符串常量的時(shí)候進(jìn)行了一些優(yōu)化

為字符串開辟一個(gè)字符串常量池微服,類似于緩存區(qū)

創(chuàng)建字符串常量時(shí)趾疚,首先堅(jiān)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(shí)例以蕴,不存在糙麦,實(shí)例化該字符串并放入池中

實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)

實(shí)現(xiàn)該優(yōu)化的基礎(chǔ)是因?yàn)樽址遣豢勺兊模梢圆挥脫?dān)心數(shù)據(jù)沖突進(jìn)行共享

運(yùn)行時(shí)實(shí)例創(chuàng)建的全局字符串常量池中有一個(gè)表舒裤,總是為池中每個(gè)唯一的字符串對(duì)象維護(hù)一個(gè)引用,這就意味著它們一直引用著字符串常量池中的對(duì)象喳资,所以,在常量池中的這些字符串不會(huì)被垃圾收集器回收

代碼:從字符串常量池中獲取相應(yīng)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(shí)腾供,首先了解一下堆仆邓、棧、方法區(qū):

存儲(chǔ)的是對(duì)象伴鳖,每個(gè)對(duì)象都包含一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的class

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

對(duì)象的由垃圾回收器負(fù)責(zé)回收榜聂,因此大小和生命周期不需要確定

每個(gè)線程包含一個(gè)棧區(qū)搞疗,棧中只保存基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型的對(duì)象和自定義對(duì)象的引用(不是對(duì)象)

每個(gè)棧中的數(shù)據(jù)(原始類型和對(duì)象引用)都是私有的

棧分為3個(gè)部分:基本類型變量區(qū)、執(zhí)行環(huán)境上下文须肆、操作指令區(qū)(存放操作指令)

數(shù)據(jù)大小和生命周期是可以確定的匿乃,當(dāng)沒有引用指向數(shù)據(jù)時(shí)挣磨,這個(gè)數(shù)據(jù)就會(huì)自動(dòng)消失

方法區(qū)

靜態(tài)區(qū)枪蘑,跟堆一樣,被所有的線程共享

方法區(qū)中包含的都是在整個(gè)程序中永遠(yuǎn)唯一的元素,如class女轿,static變量

字符串常量池則存在于方法區(qū)

代碼:堆棧方法區(qū)存儲(chǔ)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(duì)象的創(chuàng)建

面試題:String str4 = new String(“abc”) 創(chuàng)建多少個(gè)對(duì)象锋拖?

在常量池中查找是否有“abc”對(duì)象

有則返回對(duì)應(yīng)的引用實(shí)例

沒有則創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的實(shí)例對(duì)象

在堆中 new 一個(gè) String("abc") 對(duì)象

將對(duì)象地址賦值給str4,創(chuàng)建一個(gè)引用

所以歧杏,常量池中沒有“abc”字面量則創(chuàng)建兩個(gè)對(duì)象夜只,否則創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象,以及創(chuàng)建一個(gè)引用

根據(jù)字面量闸天,往往會(huì)提出這樣的變式題:

String str1 = new String("A"+"B") ; 會(huì)創(chuàng)建多少個(gè)對(duì)象?

String str2 = new String("ABC") + "ABC" ; 會(huì)創(chuàng)建多少個(gè)對(duì)象?

str1:

字符串常量池:"A","B","AB" : 3個(gè)

堆:new String("AB") :1個(gè)

引用: str1 :1個(gè)

總共 : 5個(gè)

str2 :

字符串常量池:"ABC" : 1個(gè)

堆:new String("ABC") :1個(gè)

引用: str2 :1個(gè)

總共 : 3個(gè)

代碼:基礎(chǔ)類型的變量和常量暖呕,變量和引用存儲(chǔ)在棧中,常量存儲(chǔ)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(shí)例化字符串常量池時(shí)

String str1 = “hello”;

String str2 = “hello”;

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

String.intern()

通過new操作符創(chuàng)建的字符串對(duì)象不指向字符串池中的任何對(duì)象苞氮,但是可以通過使用字符串的intern()方法來指向其中的某一個(gè)湾揽。java.lang.String.intern()返回一個(gè)保留池字符串,就是一個(gè)在全局字符串池中有了一個(gè)入口笼吟。如果以前沒有在全局字符串池中钝腺,那么它就會(huì)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(bǔ)充:字面量和常量池初探

字符串對(duì)象內(nèi)部是用字符數(shù)組存儲(chǔ)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(huì)分配一個(gè)11長(zhǎng)度的char數(shù)組赞厕,并在常量池分配一個(gè)由這個(gè)char數(shù)組組成的字符串,然后由m去引用這個(gè)字符串

用n去引用常量池里邊的字符串定硝,所以和n引用的是同一個(gè)對(duì)象

生成一個(gè)新的字符串皿桑,但內(nèi)部的字符數(shù)組引用著m內(nèi)部的字符數(shù)組

同樣會(huì)生成一個(gè)新的字符串,但內(nèi)部的字符數(shù)組引用常量池里邊的字符串內(nèi)部的字符數(shù)組蔬啡,意思是和u是同樣的字符數(shù)組

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

測(cè)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(jié)論:

m和n是同一個(gè)對(duì)象

m,u,v都是不同的對(duì)象

m,u,v,n但都使用了同樣的字符數(shù)組,并且用equal判斷的話也會(huì)返回true

上述文章只是講解了此問題的原理箱蟆,并沒有直接回答問題那么親愛的小伙伴們沟绪,在看完后,你對(duì)問題的答案是什么呢?歡迎大家來關(guān)注空猜,留言,評(píng)論绽慈。

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