JVM_08-字符串常量池StringTable的基本概述

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1. String的基本特性

• String是用一对 “” 引起来表示的字符串；

  • String s1 = “hello”; //字面量的定义方式；
  • String s2 = new String(“hello”);

• String是被声明为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可以比较大小的；

• String类在JDK8中的实现将字符存储在 char型 数组中，每个字符使用两个字节（十六位）。从许多不同的应用程序收集的数据表明，字符串是堆使用的主要组成部分，而且，大多数String对象仅包含Latin-1字符。这样的字符只需要一个字节的存储空间，因此char这些String对象的内部数组中的 一半空间都没有使用，所以String在JDK8及以前内部定义了final char[] value用于存储字符串数据；但在JDK9时改为byte[]；这样子可以提高String类和相关类的空间效率，同时在大多数情况下保持性能，并保留所有相关Java和本机接口的完全兼容性；同时，非拉丁字符可以用编码进行标识，比如中文可以标识为UTF-8；字符串相关的类，如AbstractStringBuilder，StringBuilder和StringBuffer将更新为使用相同的表示；

public final class String implements java.io.Serializable， Comparable<String>,CharSequence {
    
    
@Stable
private final byte[] value；
}

• String代表不可变的字符序列，简称为不可变性；

  • 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）给一个字符串进行赋值，此时的字符串值声明在字符串常量池之中；

package stringtable;

import org.junit.Test;

public class StringTest1 {
    
    
    @Test
    public void test1() {
    
    
        String s1 = "abc";  //字面量定义的方式，"abc"存储在字符串常量池中
        String s2 = "abc";
        s1 = "hello";

        System.out.println(s1 == s2);   //判断地址：当s1是"abc"时：true  --> 由于s1被改为了"hello"，它所引用的地址发生了变化，所以为false

        System.out.println(s1); //hello
        System.out.println(s2); //abc

    }

    @Test
    public void test2() {
    
    
        String s1 = "abc";
        String s2 = "abc";
        s2 += "def";
        System.out.println(s2); //abcdef
        System.out.println(s1); //abc
    }

    @Test
    public 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StringPool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；对StringTableSize的设置没有要求；
  • 在JDK7中，StringTable的长度默认值是60013，JDK8开始，1009是StringTable长度可设置的最小值；

2. 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 = “abc”;
  • 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；这个后面重点谈；
  • 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(); Java 8元空间，但是字符串常量仍然在堆中；
  • StringTable为什么要调整：永久代PermSize默认比较小；永久代的垃圾回收频率低；

3. String的基本操作

class Memory {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    //line 1
        int i = 1;//line 2
        Object obj = new Object();//line 3
        Memory mem = new Memory();//line 4
        mem.foo(obj);//line 5
    }//line 9

    private void foo(Object param) {
    
    //line 6
        String str = param.toString();//line 7
        System.out.println(str);
    }//line 8
}