JVM 中的StringTable

是什么

字符串常量池是 JVM 中的一个重要结构，用于存储JVM运行时产生的字符串。在JDK7以前在方法区中，存储的是字符串常量。而字符串常量池在 JDK7 开始移入堆中，随之而来的是除了存储字符串常量外，还能够存储字符串引用（由于在堆中，引用堆中的字符串常量很方便，因此能够存储引用）。这使得不少字符串的操做在 JDK7 中和在以前的版本中执行是不一样的结果。这也是为何字符串相关的问题是如此具备迷惑性的缘由之一。

 

底层

String：在 JDK9 以前，String 底层是使用 char 数组来存储字符串数据的，而在 JDK9 开始，使用 byte 数组+编码来代替 char 数组，这是为了节省空间，由于不一样编码的数据占空间不同，不少单位数据只须要一个 byte（8字节） 就能够存储，而使用 char（16字节）就会浪费多余的空间。

字符串常量池：底层使用 HashTable 来存储字符串，在 JDK6 HashTable 的数组长度是1006，JDK7 开始变成了 60013，这是为了不存储字符串过多致使链表长度过长从而查询效率下降。可使用参数 -XX:StringTableSize= 来设置 StringTable 数组的长度。

 

常见问题

字符串相加

一、对于字符串常量相加，编译器会优化成直接相加。

如 String ss = "a" + "b"，在编译器的优化下，实际上只会建立一个 "ab" 字符串。

而 final String s1 = "a"; String s2 = s1+"b"，除了建立字符串 "a" 外，只会建立 "ab"。

操做相关字符串以下：

能够看到只对字符串 "a"、"ab" 进行了入池操做（ldc）

二、对于包含字符串变量的相加，不会在字符串常量池中建立对应的字符串。
如 String s1 = "a"; String s2 = s1 + "b"，执行完后字符串常量池中只会包含 "a"、"b" 字符串。

对于 s1 + "b"，下面是其字节码操做

能够看到，相加操做其实是调用 StringBuilder 的append 方法进行字符串拼接，而后调用它的 toString 方法获取返回值保存输出，期间并无入池操做（ldc）。

 

由此得出的优化建议：由于每次执行一次包含很是量的字符串相加时，都进行了一次 StringBuilder 对象的建立，因此若是须要屡次链接，能够直接建立 StringBuilder 对象，使用一个 StringBuilder 对象进行字符串拼接，避免建立多个对象下降效率。

对象建立数量

对象，包括 new 的对象以及字符串对象。

一、对于String ss = new String ("ab")，这个过程首先会在会在字符串常量池中建立一个 "ab" 字符串常量，而后再在堆上建立一个 new String() 的对象，在这个对象中会保存常量池中 "ab" 的地址信息，最后在栈上建立一个局部变量 ss ，保存堆中建立的对象地址。因此全程建立了堆中的一个对象和字符串常量池中的一个对象。

二、new String("a") + new String("b")。严格来看，建立了六个对象。

首先new String("a") 和 new String("b") ，分为建立了两个对象。二者相加时，会建立一个 StringBuilder 对象，而在 StringBuilder.toString()方法中，也会建立一个 String 对象

 三、String s1 = "a", String s2 = "b",  String s3 = "a" + "b" + s1 + "c" + s2; 对应的字节码以下：

字符串常量池中会有四个字符串对象，分别是 "a"、"b"、"ab"、"c"。在开始由于 s一、s2 的赋值，会将 "a"、"b" 分别加入字符串常量池，而后执行第三步，运行顺序是从左到右，首先执行 "a" + "b" ，由于两个都是常量，因此会由于编译器的优化直接返回 "ab"，而且由于计算的两个参数都是常量，因此直接加入字符串常量池，随后由于与变量 s1 相加，因此调用 StringBuilder的append 方法，获得的结果保存到局部变量表中，因此引入常量 "c"，由于是常量，因此仍是会引入字符串常量池，而后与前面拼接获得的结果再次拼接，最后再与变量 s2 相加，由于不是常量因此仍是不会将结果加入字符串常量池。

 

除此以外，还须要注意，上面三种状况是在初始状况下，也就是字符串常量池中没有要加入的字符串时的场景，若是字符串常量池中预先就包含要加入的字符串，那么就会直接将常量池中的对应的字符串地址返回给调用方。好比 String s1 = "a"，在常量池中没有 "a" 时，建立的对象是 1个，而若是常量池中已经存在，那么就会将其地址直接返回赋给 s1。那么建立的对象就是 0个了。

 

intern() 与字符串相等判断

intern() 方法是 String 类的一个native方法，做用是尝试将调用这个方法的字符串对象加入字符串常量池中，而后返回常量池中存储的值。在开头说过，在 JDK7 开始字符串常量池能够存储字符串引用，致使字符串操做的过程可能会以前不同，从而获得不一样的结果。

intern() 方法的执行：

1.6 及以前：尝试将当前字符串常量加入常量池，若是常量池存在就返回地址值；若是不存在就先加入常量池，而后再返回加入位置的地址值。

1.7开始：尝试将当前字符串常量加入常量池，若是存在就将返回地址值；若是不存在就存入当前 String 字符串的地址值。

下面以一个例子来解释一下，在JDK7和JDK7以前下面代码执行分别是什么结果。

 1     @Test
 2     public void test1(){
 3         String s = new String("1");
 4         s.intern();
 5         String s2 = "1";
 6         System.out.println(s == s2);
 7 
 8 
 9         String s3 = new String("1") + new String("1");
10         s3.intern();
11         String s4 = "11";
12         System.out.println(s3 == s4);
13     }    

先说结论：

JDK7 以前： false、false。

JDK7 及以后：false、true。

缘由：

一、首先先看上面 3------6 行的，首先，第三行会在字符串常量池中添加 "1" ，而后在堆中建立一个对象，保存 "1" 在常量池中的地址，再在局部变量表中添加一个 s 保存堆中对象的地址。随后执行第四行，此时 s 指向的字符串已经在常量池中了，因此这一步无效，第五行由于常量池已经存在 "1" ，因此 JDK7或以前执行的逻辑是同样的，直接将 "1" 在常量池中的地址返回给 s2。而后判断，s 指向的是堆中的对象，而 s2 指向的是常量池中的字符串常量，因此不管是 JDK7 仍是以前的都是 false。

二、而后再看下面 9-----12 行。由于前面已经在常量池中添加 "1"，因此第9行会直接返回地址，而后执行添加操做，建立字符串 "11"，此时并无添加到常量池，而后执行第10行，由于常量池不存在 "11"，因此 JDK7 以前直接加入常量池，JDK7 及之后则直接将 "11" 的地址存入常量池，而 s3 则不变，仍是保存的是常量池外的那个 "11" 的地址值。而后执行 11 行，由于常量池已存在 "11"，因此 s4 就是返回 "11" 的地址值，不一样的是在 JDK7 以前由于常量池保存的是 "11" 常量，因此返回的是常量池中的地址值；而 JDK7 及之后常量池保存的是常量池外的 "11" 的地址值，因此返回的是池外的地址值。因此最后判断在 JDK7 以前是 false，而在 JDK7 开始是 true。