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
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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:
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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
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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 。
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操作字符串常量池的方式
1、JVM实例化字符串常量池时
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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 。
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