字符串常量池理解

在JVM中，為了減少字符串對象的重複創建，維護了一塊特殊的內存空間，這塊內存就被稱為字符串常量池。

在JDK1.6及之前，字符串常量池存放在方法區中。到JDK1.7之後，就從方法區中移除了，而存放在堆中。以下是《深入理解Java虛擬機》第二版原文:

對於HotSpot虛擬機，根據官方發佈的路線圖信息，現在也有放棄永久代並逐步改為採用Native Memory來實現方法區的規劃了，在目前已經發布的JDK1.7 的HotSpot中，已經把原本放在永久代的字符串常量池移出。

我們知道字符串常量一般有兩種創建方式：

1. 使用字符串字面量定義

<code>String s = "aa";/<code>

1. 通過new創建字符串對象

<code>String s = new String("aa");/<code>

那這兩種方式有什麼區別呢？

第一種方式通過字面量定義一個字符串時，JVM會先去字符串常量池中檢查是否存在“aa”這個對象。如果不存在，則在字符串常量池中創建“aa”對象，並將引用返回給s，這樣s的引用就指向字符串常量池中的“aa”對象。如果存在，則不創建任何對象，直接把常量池中“aa”對象的地址返回，賦值給s。

第二種方式通過new關鍵字創建一個字符串時，我們需要知道創建了幾個對象，這也是面試中經常問到的。首先，會在字符串常量池中創建一個"aa"對象。然後執行new String時會在堆中創建一個“aa”的對象，然後把s的引用指向堆中的這個“aa”對象。

思考以下代碼的打印結果：

<code>public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        //創建了兩個對象，一份存在字符串常量池中，一份存在堆中
        String s = new String("aa");
        //檢查常量池中是否存在字符串aa，此處存在則直接返回
        String s1 = s.intern();
        String s2 = "aa";

        System.out.println(s == s2);  //①
        System.out.println(s1 == s2); //②

        String s3 = new String("b") + new String("b");
        //常量池中沒有bb，在jdk1.7之後會把堆中的引用放到常量池中，故引用地址相等
        String s4 = s3.intern();
        String s5 = "bb";

        System.out.println(s3 == s5 ); //③
        System.out.println(s4 == s5);  //④

    }
}/<code>

以上的①②③④四個地方應該輸出true還是false呢？彆著急，先看下，代碼中用到了intern方法。這個方法的作用是，在運行期間可以把新的常量放入到字符串常量池中。

看下String源碼中對intern方法的解釋：

字面意思就是，當調用這個方法時，會去檢查字符串常量池中是否已經存在這個字符串，如果存在的話，就直接返回，如果不存在的話，就把這個字符串常量加入到字符串常量池中，然後再返回其引用。

但是，其實在JDK1.6和 JDK1.7的處理方式是有一些不同的。

在JDK1.6中，如果字符串常量池中已經存在該字符串對象，則直接返回池中此字符串對象的引用。否則，將此字符串的對象添加到字符串常量池中，然後返回該字符串對象的引用。

在JDK1.7中，如果字符串常量池中已經存在該字符串對象，則返回池中此字符串對象的引用。否則，如果堆中已經有這個字符串對象了，則把此字符串對象的引用添加到字符串常量池中並返回該引用，如果堆中沒有此字符串對象，則先在堆中創建字符串對象，再返回其引用。（這也說明，此時字符串常量池中存儲的是對象的引用，而對象本身存儲於堆中）

於是代碼中，String s = new String("aa");創建了兩個“aa”對象，一個存在字符串常量池中，一個存在堆中。

String s1 = s.intern(); 由於字符串常量池中已經存在“aa”對象，於是直接返回其引用，故s1指向字符串常量池中的對象。

String s2 = "aa"; 此時字符串常量池中已經存在“aa”對象，所以也直接返回，故 s2和 s1的地址相同。②返回true。

System.out.println(s == s2); 由於s的引用指向的是堆中的“aa”對象，s2指向的是常量池中的對象。故不相等，①返回false。

String s3 = new String("b") + new String("b"); 先說明一下，這種形式的字符串拼接，等同於使用StringBuffer的append方法把兩個“b”拼接，然後調用toString方法，new出“bb”對象，因此“bb”對象是在堆中生成的。所以，這段代碼最終生成了兩個對象，一個是“b”對象存在於字符串常量池中，一個是 “bb”對象，存在於堆中，但是此時字符串常量池中是沒有“bb”對象的。 s3指向的是堆中的“bb”對象。

String s4 = s3.intern(); 調用了intern方法之後，在JDK1.6中，由於字符串常量池中沒有“bb”對象，故創建一個“bb”對象，然後返回其引用。所以 s4 這個引用指向的是字符串常量池中新創建的“bb”對象。在JDK1.7中，則把堆中“bb”對象的引用添加到字符串常量池中，故s4和s3所指向的對象是同一個，都指向堆中的“bb”對象。

String s5 = "bb"; 在JDK1.6中，指向字符串常量池中的“bb”對象的引用，在JDK1.7中指向的是堆中“bb”對象的引用。

System.out.println(s3 == s5 ); 參照以上分析即可知道，

在JDK1.6中③返回false（因為s3指向的是堆中的“bb”對象，s5指向的是字符串常量池中的“bb”對象），在JDK1.7中，③返回true（因為s3和s5指向的都是堆中的“bb”對象）。

System.out.println(s4 == s5); 在JDK1.6中，s4和s5指向的都是字符串常量池中創建的“bb”對象，在JDK1.7中，s4和s5指向的都是堆中的“bb”對象。故無論JDK版本如何，④都返回true。

綜上，在JDK1.6中，返回的結果為：

<code>false
true
false
true/<code>

在JDK1.7中，返回結果為：

<code>false
true
true
true/<code>

以上，可以在JDK1.7和JDK1.6中分別驗證。注意一下，最好搞兩個項目然後分別設置不同的JDK，因為如果在一個項目中直接更改JDK版本，有可能高版本編譯之後，低版本編譯不通過。

原理搞懂了，我們再思考一下以下代碼的結果：

<code>public class InternTest {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "xy";
        String str2 = "z";
        String str3 = "xyz";
        String str4 = str1 + str2;
        String str5 = str4.intern();
        String str6 = "xy" + "z";

        System.out.println(str3 == str4); //⑤
        System.out.println(str3 == str5); //⑥
        System.out.println(str3 == str6); //⑦
    }
}/<code>

我們分析一下。

str1、str2和str3都是簡單的定義字符串，所有它們都是在字符串常量池中創建對象，然後引用指向字符串常量池中的對象。

String str4 = str1 + str2; 這段代碼和之前的 String s3 = new String("b") + new String("b"); 原理相同，因此在堆中創建了一個“xyz”對象，然後str4指向堆中的這個對象。故⑤處返回false。（str3指向的是字符串常量池中的“xyz”對象）

String str5 = str4.intern(); 由於字符串常量池中已經存在“xyz”對象，因此不論是JDK1.6還是JDK1.7，此處返回的都是字符串常量池中對象的引用。所以str5指向字符串常量池中的對象，故 ⑥返回true。

String str6 = "xy" + "z"; 這段代碼需要說明一下，它不同於兩個字符串的引用拼接（如str1 + str2）。JVM會對其優化處理，也就是在編譯階段會把“xy”和“z”進行拼接成為“xyz”，存放在字符串常量池。因此，str6指向的是字符串常量池的對象，故⑦返回true。