全文大約【2300】字,不說廢話,只講可以讓你學(xué)到技術(shù)、明白原理的純干貨!本文帶有豐富的案例及配圖視頻,讓你更好地理解和運(yùn)用文中的技術(shù)概念,并可以給你帶來具有足夠啟迪的思考......
一. 常量池簡介
1.基本概念
常量池是堆中的一塊存儲區(qū)域,用于存儲顯式的String、float、Integer等數(shù)據(jù)。這是一個特殊的共享區(qū)域,開發(fā)時不需要在內(nèi)存中經(jīng)常改變的數(shù)據(jù),都可以放在這里進(jìn)行共享。JDK 7及其之前的常量池是在方法區(qū)中,從Java8之后,常量池存放到了堆中。
為了讓大家更好地理解常量池的作用,壹哥給大家分析一下String字符串的內(nèi)存分配。
2.實(shí)驗(yàn)案例
我們先來編寫一行代碼,如下所示:
//String對象創(chuàng)建
String s = new String("xyz");
這個代碼很簡單,就一行代碼!那么問題來了,這行代碼中幾個對象的內(nèi)存分配是如何的?接下來壹哥就給大家把這段代碼的內(nèi)存分區(qū)繪制一下(本案例開發(fā)環(huán)境是基于JDK8)。
3. 內(nèi)存分配(重點(diǎn))
在 String s = new String("xyz"); 這行代碼中,s是String類型的變量,不是對象!‘xyz’是字符串對象,new String("xyz")也是一個對象,那么它們幾個的內(nèi)存劃分在JDK8的環(huán)境中,如下圖所示:
根據(jù)上圖,壹哥給大家分析一下上述代碼的內(nèi)存分配情況,如下所示:
1.當(dāng)JVM在編譯階段加載讀取到“xyz”的時候,首先會檢查堆中的String常量池,也就是常量緩沖區(qū)。檢查是否已經(jīng)有了"xyz"常量對象,如果有,則不會再次創(chuàng)建"xyz"常量對象,并直接返回該字符串的引用地址;如果沒有,則創(chuàng)建一個"xyz"常量對象,并為該對象分配一個內(nèi)存地址002返回;
2.當(dāng)JVM在運(yùn)行階段加載讀取到new關(guān)鍵字的時候,JVM會在堆中為其創(chuàng)建一個對象,即new String(),并為其分配內(nèi)存地址001,而堆中這個對象的內(nèi)容是上面"xyz"常量對象的引用地址002,換句話說這個堆中存的就是常量池中"xyz"的引用地址002;
最后,s 是對當(dāng)前堆中001號對象的一個地址引用,s本身不是一個對象,s只是一個String類型的變量而已!
二. intern()方法(重點(diǎn))
了解了常量池的內(nèi)容之后,接下來請大家再跟著壹哥來看看String的intern()方法,這個方法很重要,請大家記住哦。
/**
* Returns a canonical representation for the string object.
* <p>
* A pool of strings, initially empty, is maintained privately by the
* class {@code String}.
* <p>
* When the intern method is invoked, if the pool already contains a
* string equal to this {@code String} object as determined by
* the {@link #equals(Object)} method, then the string from the pool is
* returned. Otherwise, this {@code String} object is added to the
* pool and a reference to this {@code String} object is returned.
* <p>
* It follows that for any two strings {@code s} and {@code t},
* {@code s.intern() == t.intern()} is {@code true}
* if and only if {@code s.equals(t)} is {@code true}.
* <p>
* All literal strings and string-valued constant expressions are
* interned. String literals are defined in section 3.10.5 of the
* <cite>The Java™ Language Specification</cite>.
*
* @return a string that has the same contents as this string, but is
* guaranteed to be from a pool of unique strings.
*/
public native String intern();
從上面的源碼注釋中我們可以知道,intern()是由C語言實(shí)現(xiàn)的native底層方法,用于從String緩存池中獲取一個與該字符串內(nèi)容相同的字符串對象。當(dāng)這個intern()方法被執(zhí)行的時候,如果緩存池中已經(jīng)有這個String內(nèi)容,則直接從這個緩存池中獲取該String內(nèi)容對象;如果緩存池中沒有這個String內(nèi)容對象,則把這個String內(nèi)容對象放到緩存池中,并返回這個字符串對象的引用?,F(xiàn)在我們知道了intern()方法的功能,但是該方法的底層原理是什么樣的呢?接下來 壹哥 給結(jié)合一段代碼案例,給各位詳細(xì)說一下:
//常量池與堆的關(guān)系
String str1="yiyige";
String str2=new String("yiyige");
System.out.println("str1==str2的結(jié)果==> " +(str1==str2));
String str3 = str2.intern();
System.out.println("str1==str3的結(jié)果==> " +(str1==str3));
執(zhí)行結(jié)果如下圖所示:
intern()方法的底層原理如下(重點(diǎn)):
Java專門為String類設(shè)計了一個緩存池intern pool,intern pool是在方法區(qū)中的一塊特殊存儲區(qū)域,當(dāng)我們通過 String str="yiyige" 這樣的方式來構(gòu)造一個新的字符串時,String類會優(yōu)先在緩存池中查找是否已經(jīng)存在內(nèi)容相同的String對象。如果有則直接返回該對象的地址引用,如果沒有就會構(gòu)造一個新的String對象,然后放進(jìn)緩存池,再返回該字符串的地址引用。因此,即使我們構(gòu)造一萬個String str = "yiyige",但實(shí)際上得到的都是同一個地址引用,這樣就避免了很多不必要的空間開銷。注意:intern池不適用new String("yiyige")的構(gòu)造形式!
注意:
因?yàn)樽址A砍卮娣盼恢冒l(fā)生了變化,String類對intern()方法也進(jìn)行了一些修改:
JDK 6 版本中執(zhí)行intern()方法時,首先會判斷字符串常量池中是否存在該字符串字面量,如果不存在則拷貝一份字符串字面量存放到常量池中,最后返回該字符串字面量的唯一引用。如果發(fā)現(xiàn)字符串常量池中已經(jīng)存在,則直接返回該字符串字面量的唯一引用。
JDK 7 以后執(zhí)行intern()方法時,如果發(fā)現(xiàn)字符串常量池中不存在該字符串字面量,則不會再拷貝一份字面量,而是拷貝字面量對應(yīng)堆中的一個地址引用,然后返回這個引用。
現(xiàn)在我們知道了,原來當(dāng)一個String對象被創(chuàng)建時,如果發(fā)現(xiàn)當(dāng)前String對象已經(jīng)存在于String Pool中了,就會返回一個已存在的String對象引用而不會新建一個對象。比如以下代碼只會在常量池中創(chuàng)建一個String對象。
String str1 = "yiyige";
String str2 = "yiyige";
創(chuàng)建過程如下圖所示:
如果一個String是可變的,當(dāng)改變了A引用指向的String時,可能就會導(dǎo)致其他的B引用得到錯誤的值,所以Sting就被設(shè)計為不可變的。String底層主要是使用intern緩存池將字符串緩存起來,同時允許把一個String字符串的地址賦值給多個String變量來引用,這樣就可以保證多個變量安全地共享同一個對象。如果Java中的String對象可變的話,一個字符串引用的操作改變了對象的值,那么其他的變量就會受到影響。