String Table

基本特性

String 字符串，使用一对""
String声明是final的，不可被继承
String实现了Serializable接口：表示字符串是支持序列化的。实现了Comparable接口：表示string可以比较大小
string在jdk8及以前内部定义了final char[] value用于存储字符串数据。JDK9时改为byte[] value

String 代表不可变的字串序列

当对字符串重新赋值时，需要重写指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值。
当对现有的字符串进行连接操作时，也需要重新指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值。
当调用string的replace（）方法修改指定字符或字符串时，也需要重新指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值。
通过字面量的方式（区别于new）给一个字符串赋值，此时的字符串值声明在字符串常量池中。

class Demo{
    public static void test1() {
        // 字面量定义的方式，“abc”存储在字符串常量池中
        String s1 = "abc";
        String s2 = "abc";
        System.out.println(s1 == s2);  //true
        s1 = "hello";
        System.out.println(s1 == s2);  //false
        System.out.println(s1);		//hello
        System.out.println(s2);		//abc
        System.out.println("----------------");
    }

    public static void test2() {
        String s1 = "abc";
        String s2 = "abc";
        // 只要进行了修改，就会重新创建一个对象，这就是不可变性
        s2 += "def";
        System.out.println(s1);  //abc
        System.out.println(s2);  //abcdef
        System.out.println("----------------");
    }

    public static void test3() {
        String s1 = "abc";
        String s2 = s1.replace('a', 'm');
        System.out.println(s1);  //abc
        System.out.println(s2);  //mbc
    }
}

字符串常量池中是不会存储相同内容的字符串的。

String的string Pool是一个固定大小的Hashtable，默认值大小长度是1009。如果放进string Pool的string非常多，就会造成Hash冲突严重，从而导致链表会很长，而链表长了后直接会造成的影响就是当调用string.intern时性能会大幅下降。

使用-XX:StringTablesize可设置stringTable的长度

在jdk6中StringTable是固定的，就是1009的长度，所以如果常量池中的字符串过多就会导致效率下降很快。StringTableSize设置没有要求

在jdk7中，stringTable的长度默认值是60013，

在JDK8中，StringTable可以设置的最小值为1009

String的内存分配

在Java语言中有8种基本数据类型和一种比较特殊的类型String。这些类型为了使它们在运行过程中速度更快、更节省内存，都提供了一种常量池的概念。

常量池就类似一个Java系统级别提供的缓存。8种基本数据类型的常量池都是系统协调的，string类型的常量池比较特殊。它的主要使用方法有两种。

直接使用双引号声明出来的String对象会直接存储在常量池中。比如：string info="aRuul"；
如果不是用双引号声明的string对象，可以使用String提供的intern()方法。

Java 6及以前，字符串常量池存放在永久代

Java 7中 oracle的工程师对字符串池的逻辑做了很大的改变，即将字符串常量池的位置调整到Java堆内

所有的字符串都保存在堆（Heap）中，和其他普通对象一样，这样可以让你在进行调优应用时仅需要调整堆大小就可以了。

字符串常量池概念原本使用得比较多，但是这个改动使得我们有足够的理由让我们重新考虑在Java 7中使用String.intern()。

Java8元空间，字符串常量在堆

详情请看上面方法区-------方法区的演进这一小节

为什么StringTable从永久代调整到堆中

永久代的默认比较小
永久代垃圾回收频率低

字符串拼接

常量与常量的拼接结果在常量池，原理是编译器优化
常量池中不会存在相同内容的常量
只要其中有一个是变量，结果就在堆中(指的是堆中非字符串常量池的区域)。
变量拼接的原理是StringBuilder
如果拼接的结果调用intern()方法，则主动将常量池中还没有的字符串对象放入池中，并返回此对象的地址。

public static void test1() {
    String s1 = "a" + "b" + "c";  // 得到 abc的常量池
    String s2 = "abc"; // abc存放在常量池，直接将常量池的地址返回
    /**
     * 最终java编译成.class，再执行.class
     */
    System.out.println(s1 == s2); // true，因为存放在字符串常量池
    System.out.println(s1.equals(s2)); // true
}

public static void test2() {
    String s1 = "javaEE";
    String s2 = "hadoop";
    String s3 = "javaEEhadoop";
    String s4 = "javaEE" + "hadoop";    
    String s5 = s1 + "hadoop";
    String s6 = "javaEE" + s2;
    String s7 = s1 + s2;
	//只要其中有一个是变量，结果就在堆中(指的是堆中非字符串常量池的区域),就是在堆中new一个。
    System.out.println(s3 == s4); // true
    System.out.println(s3 == s5); // false
    System.out.println(s3 == s6); // false
    System.out.println(s3 == s7); // false
    System.out.println(s5 == s6); // false
    System.out.println(s5 == s7); // false
    System.out.println(s6 == s7); // false
	//如果拼接的结果调用intern()方法，则主动将常量池中还没有的字符串对象放入池中，并返回此对象的地址。
    String s8 = s6.intern();
    System.out.println(s3 == s8); // true
}

public static void test4(){
    final String s1 = "a";  //注意！这里的话就算常量
    final String s2 = "b";  //注意！这里的话就算常量
    String s3 = "ab";
    String s4 = s1 + s2;
    System.out,println(s3==s4); //true
}

字符串拼接底层细节

public void test3(){
	String s1 = "a";
    String s2 = "b";
    String s3 = "ab";
    String s4 = s1 + s2;
    System.out,println(s3==s4); //false
}

当执行String s4 = s1 + s2;时，

底层实际上是新建了一个StringBuilder,然后将两个值进行拼接，细节如下：

StringBuilder temp = new StringBuilder(); 【补充：在jdk5.0之前用的是StringBuffer】
temp.append("a");
temp.append("b");
temp.toString(); //toString()方法约等于 new String("ab")

String字符串拼接效率

通过StringBuilder的append()方式添加字符串的效率，要远远高于String的字符串拼接方法

StringBuilder好处如下

StringBuilder的append的方式，自始至终只创建一个StringBuilder的对象

对于字符串拼接的方式，还需要创建很多StringBuilder对象和调用toString时候创建的String对象

内存中由于创建了较多的StringBuilder和String对象，内存占用过大，如果进行GC那么将会耗费更多的时间

intern()的使用

如果不是用双引号声明的string对象，可以使用string提供的intern方法：intern方法会从字符串常量池中查询当前字符串是否存在，若不存在就会将当前字符串放入常量池中。

比如：

String myInfo = new string("abc").intern();

也就是说，如果在任意字符串上调用string.intern方法，那么其返回结果所指向的那个类实例，必须和直接以常量形式出现的字符串实例完全相同。因此，下列表达式的值必定是true

（"a"+"b"+"c"）.intern（）=="abc"

通俗点讲，Interned string就是确保字符串在内存里只有一份拷贝，这样可以节约内存空间，加快字符串操作任务的执行速度。注意，这个值会被存放在字符串内部池（String Intern Pool）

new String("ab")会创建几个对象

两个

一个是new String()，会在堆空间创建
一个是"ab"，存放在字符串常量池中的对象

new String("a") + new String("b") 会创建几个对象

public class StringNewTest {
    public static void main(String[] args) {
        String str = new String("a") + new String("b");
    }
}
---------------------字节码文件如下----------------------------------
 0 new #2 <java/lang/StringBuilder>
 3 dup
 4 invokespecial #3 <java/lang/StringBuilder.<init>>
 7 new #4 <java/lang/String>
10 dup
11 ldc #5 <a>
13 invokespecial #6 <java/lang/String.<init>>
16 invokevirtual #7 <java/lang/StringBuilder.append>
19 new #4 <java/lang/String>
22 dup
23 ldc #8 <b>
25 invokespecial #6 <java/lang/String.<init>>
28 invokevirtual #7 <java/lang/StringBuilder.append>
31 invokevirtual #9 <java/lang/StringBuilder.toString>
34 astore_1
35 return

六个

对象1：new StringBuilder()
对象2：new String("a")
对象3：常量池的 a
对象4：new String("b")
对象5：常量池的 b

对象6：StringBuilder调用toString()方法，

toString中会创建一个 new String("ab")

【注意】调用toString方法，不会在常量池中生成"ab"

	//StringBuilder中的toString()方法
	@Override
    public String toString() {
        return new String(value, 0, count);     //这个方法并不会在常量池中生成字符串
    }

面试题【难】

package top.aruul;

/**
 * @author aRu
 * @date 2021/7/17 17:56
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        String s= new String("1");
        s.intern();        //这里并没有赋值给其他字符串
        String ss = s.intern();
        String s2 = "1";
        System.out.println(s==s2);  //false
        System.out.println(ss==s);  //false
        System.out.println(ss==s2); //true

        /* s3记录的变量地址为 new String("11")
         *执行完下面这行代码后，常量池中并没有 "11" */
        String s3 = new String("1") + new String("1");

        //【注意】这里的话常量池中并没有 "11",
        // 所以执行下面的intern方法的时候，会在字符串常量池中生成"11"
        //对于jdk6来说，会直接创建一个 "11" 在字符串常量池中
        //对于jdk7/jdk8 来说，把字符串常量池移到了堆中，而上一行代码在堆中创建了一个对象：【new String("11")】
        //为了节省空间，此时，字符串常量池中会创建一个指向【堆中 new String("11")】的地址
        s3.intern();

        //所以这里创建的 s4指向了字符串常量池中的 {一个指向【堆中 new String("11")】的地址}
        String s4 = "11";

        //所以这里对于jdk6：false
        //对于jdk7/jdk8: true
        System.out.println(s3==s4);
    }
}

面试题的拓展

/* s3记录的变量地址为 new String("11")
         *执行完下面这行代码后，常量池中并没有 "11" */
String s3 = new String("1") + new String("1");
String s4 = "11";  //在字符串常量池中生成对象 "11"
s3.intern();     //这个操作没啥用，因为字符串常量池中已经有 "11"了，而且并没把结果返回给任何对象
System.out.println(s3==s4);  //jdk8: false

String s = new String("a") + new String("b");  //相当于在堆中new String("ab")
String s2 = s.intern(); //在字符串常量池中生成一个指向堆中new String("ab")的地址，并返回给s2
//以下结果均在jdk8中
//"ab"在字符串常量池中是一个指向new String("ab")的地址，所以和s、s2是同一个东西
System.out.println(s=="ab");    //true
System.out.println(s2=="ab");	//true

String x = "ab";
String s = new String("a") + new String("b");
String s2 = s.intern();
//以下结果均在jdk8中
System.out.println(s2==x);  //true
System.out.println(s==x);   //false

小总结

总结String的intern()的使用：

JDK1.6中，将这个字符串对象尝试放入串池。

如果串池中有，则并不会放入。返回已有的串池中的对象的地址
如果没有，会把此对象复制一份，放入串池，并返回串池中的对象地址

JDK1.7起，将这个字符串对象尝试放入串池。

如果串池中有，则并不会放入。返回已有的串池中的对象的地址
如果没有，则会把对象的引用地址复制一份，放入串池，并返回串池中的引用地址

G1中的String去重操作

注意这里说的重复，指的是在堆中的数据，而不是常量池中的，因为常量池中的本身就不会重复

许多大规模的Java应用的瓶颈在于内存，测试表明，在这些类型的应用里面，Java堆中存活的数据集合差不多25%是string对象。更进一步，这里面差不多一半string对象是重复的，重复的意思是说： stringl.equals（string2）= true。堆上存在重复的string对象必然是一种内存的浪费。

G1中的String去重操作:

当垃圾收集器工作的时候，会访问堆上存活的对象。对每一个访问的对象都会检查是否是候选的要去重的String对象。
如果是，把这个对象的一个引用插入到队列中等待后续的处理。一个去重的线程在后台运行，处理这个队列。处理队列的一个元素意味着从队列删除这个元素，然后尝试去重它引用的string对象。
使用一个hashtable来记录所有的被string对象使用的不重复的char数组。当去重的时候，会查这个hashtable，来看堆上是否已经存在一个一模一样的char数组。
如果存在，String对象会被调整引用那个数组，释放对原来的数组的引用，最终会被垃圾收集器回收掉。
如果查找失败，char数组会被插入到hashtable，这样以后的时候就可以共享这个数组了。

aRuul的无名小站

JVM-05 String Table