1.字符串常量池

1.1. 创建对象的思考

下面两种创建String对象的方式相同吗？

public static void main(String[] args) {
    String s1 = "hello";
    String s2 = "hello";
    String s3 = new String("hello");
    String s4 = new String("hello");
    System.out.println(s1 == s2);    // true
    System.out.println(s1 == s3);    // false
    System.out.println(s3 == s4);    // false
}

上述程序创建方式类似，为什么s1和s2引用的是同一个对象，而s3和s4不是呢？

• 在Java中，字符串常量池是一种特殊的运行时常量池，用于存储String类的字符串字面常量。字符串常量池的主要目的是避免重复创建相同的字符串对象，从而节省内存和提高运行效率。

• 当在Java程序中使用字符串字面常量（如"hello"）时，如果字符串常量池中已经存在相同内容的字符串对象，则不会创建新的对象，而是直接引用已存在的对象。这样做可以减少内存消耗，特别是在字符串频繁创建和使用的情况下。

在Java程序中，类似于：1， 2， 3，3.14，“hello”等字面类型的常量经常频繁使用，为了使程序的运行速度更快、更节省内存，Java为8种基本数据类型和String类都提供了常量池。

“池” 是编程中的一种常见的, 重要的提升效率的方式, 我们会在未来的学习中遇到各种 “内存池”, “线程池”, “数据库连接池” …
比如：家里给大家打生活费的方式

1. 家里经济拮据，每月定时打生活费，有时可能会晚，最差情况下可能需要向家里张口要，速度慢
2. 家里有矿，一次性打一年的生活费放到银行卡中，自己随用随取，速度非常快

方式2，就是池化技术的一种示例，钱放在卡上，随用随取，效率非常高。常见的池化技术比如：数据库连接池、线程池等。

为了节省存储空间以及程序的运行效率，Java中引入了：

1. Class文件常量池：每个.Java源文件编译后生成.Class文件中会保存当前类中的字面常量以及符号信息
2. 运行时常量池：在.Class文件被加载时，.Class文件中的常量池被加载到内存中称为运行时常量池，运行时常量池每个类都有一份
3. 字符串常量池：字符串常量池是运行时常量池中的一部分。在Java中，字符串是不可变的对象，为了节省内存并提高性能，字符串常量池被引入。当你创建一个字符串常量时（例如使用双引号括起来的字符串字面值），Java会首先检查字符串常量池中是否已经有相同值的字符串对象。如果有，则返回常量池中的对象引用，而不是创建一个新的字符串对象。这样可以避免创建重复的字符串对象，从而节省内存空间。

使用字符串常量池的优势在于：

1. 节省内存：避免了创建大量相同内容的字符串对象，降低了内存占用。

2. 提高效率：由于字符串常量池中的对象是可复用的，当需要创建相同内容的字符串时，可以直接引用常量池中的对象，避免了对象的重复创建和销毁过程，从而提高了程序的执行效率。

注意：虽然字符串常量池在一定程度上提高了程序的性能，但过度的使用字符串常量可能会导致一些问题。例如，如果在程序中大量使用字符串常量拼接，每次拼接都会生成一个新的String对象，这种情况下使用StringBuilder或StringBuffer等可变字符串类更合适，因为它们可以避免创建过多临时的String对象。

2.2. 字符串常量池(StringTable)

字符串常量池在JVM中是StringTable类，实际是一个固定大小的HashTable(一种高效用来进行查找的数据结构），不同JDK版本下字符串常量池的位置以及默认大小是不同的：

JDK版本	字符串常量池位置	大小设置
Java6	(方法区)永久代	固定大小：1009
Java7	堆中	可设置，没有大小限制，默认大小：60013
Java8	堆中	可设置，有范围限制，最小是1009

1.3. 再谈String对象创建

由于不同JDK版本对字符串常量池的处理方式不同，此处在Java8 HotSpot上分析

1. 直接使用字符串常量进行赋值

public static void main(String[] args) {
    String s1 = "hello";
    String s2 = "hello";
    System.out.println(s1 == s2);    // true
}

在上述代码中有两个字符串字面常量 “hello”，那么它们都会被放入字符串常量池，并且只有一个实际的String对象用于表示这个内容。这样，当程序中其他部分使用了相同的字符串字面常量 “hello”，都会共享这个已存在的String对象。

存储字符串常量的时候，会先检查当前常量池是否存在你所要存储的常量。

2. 通过new创建String类对象

public static void main(String[] args) {
    String s1 = "hello";
    String s2 = "hello";
    String s3 = new String("hello");
    String s4 = new String("hello");
    System.out.println(s1 == s2);    // true
    System.out.println(s1 == s3);    // false
    System.out.println(s3 == s4);    // false
}

常量池存在“hello”，此时不在常量中存储hello，此时只需要重新创建一个String对象那个，将它的value域存放hello数组的地址，指向那个hello数组

public static void main(String[] args) {
    String s1 = "hello";
    String s2 = "hello";
    String s3 = new String("world");
    String s4 = new String("world");
}

常量池不存在“world”，此时需要在常量中存储world。

结论：只要是new的对象，都是唯一的。

通过上面例子可以看出，使用常量串创建String类型对象的效率更高，而且更节省空间，用户也可以将创建的字符串对象通过intern方式添加进字符串常量池中。

1.4. intern方法

intern 是一个native方法(Native方法指：底层使用C++实现的，看不到其实现的源代码)，该方法的作用是手动将创建的String对象添加到常量池中。

public static void main(String[] args) {
    char[] ch = new char[]{'a', 'b', 'c'};
    String s1 = new String(ch);     // s1对象并不在常量池中
    //s1.intern();                 // s1.intern()；调用之后，会将s1对象的引用放入到常量池中
    String s2 = "abc";        // "abc" 在常量池中存在了，s2创建时直接用常量池中"abc"的引用
    System.out.println(s1 == s2);// 输出false
}
 

// 将上述方法打开之后，就会输出true

当代码运行到String s1 = new String(ch);时，我们发现在常量池中没有任何的数据，继续运行

public static void main(String[] args) {
    char[] ch = new char[]{'a', 'b', 'c'};
    String s1 = new String(ch);     // s1对象并不在常量池中
    s1.intern();                 // s1.intern()；调用之后，会将s1对象的引用放入到常量池中
    String s2 = "abc";        // "abc" 在常量池中存在了，s2创建时直接用常量池中"abc"的引用
    System.out.println(s1 == s2);// 将方法打开之后，就会输出true
}

需要注意的是，虽然 intern() 方法可以减少重复字符串对象的内存占用，但滥用它也可能导致常量池过度膨胀，增加内存开销。在某些情况下，过度使用 intern() 方法可能会影响性能，因此在使用时需要谨慎考