深入理解Java字符串常量池

沉默王二2021年6月5日
大约 4 分钟

“三妹,今天我们来学习一下字符串常量池吧,这是字符串中非常关键的一个知识点。”我话音未落,青岛路小学那边传来了嘹亮的歌声就钻进了我的耳朵,“唱 ~ 山 ~ 歌 ~”

三妹说,“好呀,开始吧,哥。”

“先从这道面试题开始吧!”

String s = new String("二哥");

“这行代码创建了几个对象?”

“不就一个吗?”三妹不假思索地回答。

“不,两个!”我直接否定了三妹的答案,“使用 new 关键字创建一个字符串对象时,Java 虚拟机会先在字符串常量池中查找有没有‘二哥’这个字符串对象,如果有,就不会在字符串常量池中创建‘二哥’这个对象了,直接在堆中创建一个‘二哥’的字符串对象,然后将堆中这个‘二哥’的对象地址返回赋值给变量 s。”

“如果没有,先在字符串常量池中创建一个‘二哥’的字符串对象,然后再在堆中创建一个‘二哥’的字符串对象,然后将堆中这个‘二哥’的字符串对象地址返回赋值给变量 s。”

“为什么要先在字符串常量池中创建对象,然后再在堆上创建呢?这样不就多此一举了?”三妹敏锐地发现了问题。

我回答,“由于字符串的使用频率实在是太高了,所以 Java 虚拟机为了提高性能和减少内存开销,在创建字符串对象的时候进行了一些优化,特意为字符串开辟了一个字符串常量池。”

通常情况下,我们会采用双引号的方式来创建字符串对象,而不是通过 new 关键字的方式:

String s = "三妹";

当执行 String s = "三妹" 时,Java 虚拟机会先在字符串常量池中查找有没有“三妹”这个字符串对象,如果有,则不创建任何对象,直接将字符串常量池中这个“三妹”的对象地址返回,赋给变量 s;如果没有,在字符串常量池中创建“三妹”这个对象,然后将其地址返回,赋给变量 s。

“哦,我明白了,哥。”三妹突然插话到,“有了字符串常量池,就可以通过双引号的方式直接创建字符串对象,不用再通过 new 的方式在堆中创建对象了,对吧?”

“是滴。new 的方式始终会创建一个对象,不管字符串的内容是否已经存在,而双引号的方式会重复利用字符串常量池中已经存在的对象。”我说。

来看下面这个例子:

String s = new String("二哥");
String s1 = new String("二哥");

按照我们之前的分析,这两行代码会创建三个对象,字符串常量池中一个,堆上两个。

再来看下面这个例子:

String s = "三妹";
String s1 = "三妹";

这两行代码只会创建一个对象,就是字符串常量池中的那个。这样的话,性能肯定就提高了!

“那哥,字符串常量池在内存中的什么位置呢?”三妹问。

我说,“三妹,你这个问题问得好呀!”

在 Java 8 之前,字符串常量池在永久代中。

Java 8 之后,移除了永久代,字符串常量池就移到了堆中。

“哥,能再简单给我解释一下方法区,永久代和元空间的概念吗?有点模糊。”三妹说。

我说,“可以呀。”

  • 方法区是 Java 虚拟机规范中的一个概念,就像是一个接口open in new window吧;
  • 永久代是 HotSpot 虚拟机中对方法的一个实现,就像是接口的实现类;
  • Java 8 的时候,移除了永久代,取而代之的是元空间,是方法区的另外一个实现。

永久代是放在运行时数据区中的,所以它的大小受到 Java 虚拟机本身大小的限制,所以 Java 8 之前,会经常遇到 java.lang.OutOfMemoryError: PremGen Space 的异常,PremGen Space 就是方法区的意思;而元空间是直接放在内存中的,所以只受本机可用内存的限制,虽然也会发生内存溢出,但出现的几率相对之前就小了很多。

“明白了吧,三妹?”我问。

“嗯嗯。”三妹回答。

“那关于字符串常量池,就先说这么多吧,是不是还挺有意思的。”我说。

“是的,我现在是彻底搞懂了字符串常量池,哥,你真棒!”三妹说。


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