彻底搞懂String：字符串常量池

作为最基础的引用数据类型，JAVA 设计者为 String 提供了字符串常量池以提高其性能，那么字符串常量池的具体原理是什么，我们带着以下三个问题，去理解字符串常量池：

1、字符串常量池的设计意图是什么？

2、字符串常量池在哪里？

3、如何操作字符串常量池？

字符串常量池的设计思想

1、字符串的分配，和其他的对象分配一样，耗费高昂的时间与空间代价，作为最基础的数据类型，大量频繁的创建字符串，极大程度地影响程序的性能。

2、JVM为了提高性能和减少内存开销，在实例化字符串常量的时候进行了一些优化。

1）为字符串开辟一个字符串常量池，类似于缓存区。

2）创建字符串常量时，首先坚持字符串常量池是否存在该字符串。

3）存在该字符串，返回引用实例，不存在，实例化该字符串并放入池中。

3、实现的基础

1）实现该优化的基础是因为字符串是不可变的，可以不用担心数据冲突进行共享。

2）运行时实例创建的全局字符串常量池中有一个表，总是为池中每个唯一的字符串对象维护一个引用,这就意味着它们一直引用着字符串常量池中的对象，所以，在常量池中的这些字符串不会被垃圾收集器回收。

代码：从字符串常量池中获取相应的字符串

字符串常量池在哪里

在分析字符串常量池的位置时，首先了解一下堆、栈、方法区：

1、堆

1）存储的是对象，每个对象都包含一个与之对应的class。

2）JVM只有一个堆区(heap)被所有线程共享，堆中不存放基本类型和对象引用，只存放对象本身。

3）对象的由垃圾回收器负责回收，因此大小和生命周期不需要确定。

2、栈

1）每个线程包含一个栈区，栈中只保存基础数据类型的对象和自定义对象的引用(不是对象)。

2）每个栈中的数据(原始类型和对象引用)都是私有的。

3）栈分为3个部分：基本类型变量区、执行环境上下文、操作指令区(存放操作指令)。

4）数据大小和生命周期是可以确定的，当没有引用指向数据时，这个数据就会自动消失。

3、方法区

1）静态区，跟堆一样，被所有的线程共享。

2）方法区中包含的都是在整个程序中永远唯一的元素，如class，static变量。

字符串常量池则存在于方法区

代码：堆栈方法区存储字符串

字符串对象的创建

面试题：String str4 = new String(“abc”) 创建多少个对象？

1、在常量池中查找是否有“abc”对象。

1）有则返回对应的引用实例；

2）没有则创建对应的实例对象。

2、在堆中 new 一个 String("abc") 对象。

3、将对象地址赋值给str4，创建一个引用。

所以，常量池中没有“abc”字面量则创建两个对象，否则创建一个对象，以及创建一个引用。

根据字面量，往往会提出这样的变式题：

String str1 = new String("A"+"B") ; 会创建多少个对象?

String str2 = new String("ABC") + "ABC" ; 会创建多少个对象?

str1：

字符串常量池："A","B","AB" : 3个

堆：new String("AB") ：1个

引用： str1 ：1个

总共 ： 5个

str2 ：

字符串常量池："ABC" : 1个

堆：new String("ABC") ：1个

引用： str2 ：1个

总共 ： 3个

代码：基础类型的变量和常量，变量和引用存储在栈中，常量存储在常量池中。

操作字符串常量池的方式

1、JVM实例化字符串常量池时

2、String.intern()

通过new操作符创建的字符串对象不指向字符串池中的任何对象，但是可以通过使用字符串的intern()方法来指向其中的某一个。java.lang.String.intern()返回一个保留池字符串，就是一个在全局字符串池中有了一个入口。如果以前没有在全局字符串池中，那么它就会被添加到里面。

补充：字面量和常量池初探

字符串对象内部是用字符数组存储的，那么看下面的例子：

1、会分配一个11长度的char数组，并在常量池分配一个由这个char数组组成的字符串，然后由m去引用这个字符串。

2、用n去引用常量池里边的字符串，所以和n引用的是同一个对象。

3、生成一个新的字符串，但内部的字符数组引用着m内部的字符数组。

4、同样会生成一个新的字符串，但内部的字符数组引用常量池里边的字符串内部的字符数组，意思是和u是同样的字符数组。

使用图来表示的话，情况就大概是这样的(使用虚线只是表示两者其实没什么特别的关系)：

测试demo：

结论：

1、m和n是同一个对象；

2、m,u,v都是不同的对象；

3、m,u,v,n但都使用了同样的字符数组，并且用equal判断的话也会返回true。