深入理解字符串的底层存储方式

引言

以下讨论的，包括图示，都是基于JDK1.8以上。因为JDK1.7的常量池在方法区，而不是在Java堆中

先了解字符串常量在内存的表示方式，接着了解字符串对象在内存的表示方式。在了解两种字符串表现方式后，String.intern()就将会很容易理解。
关于Java堆栈内容可以阅读我的《深入理解Java虚拟机(二) — JVM内存管理》进行了解。

Case1：字符串常量

这是一张字符串常量在内存中表示的图片。由图可知，字符串常量都会被放进常量池中。‘

字符串常量创建

在常量池中查找是否有已经有存在的相同字符串

• 若有，则将变量引用指向该字符串（eg：图中的str2）

• 若没有，则在常量池中创建创建字符串，并将引用指向它（eg：图中的str3）

  
  

代码模拟

void Example(){
    String str1 = "abc";
    String str2 = "abc";
    String str3 = "sss";
    System.out.println(str1 == str2);
    System.out.println(str1 == str3);
}

结果： true false

因为str1与str2的引用是指向同一个地方，而str1与str3却指向不同的地址

Java中的字符串比较

通过String.equals(str)，比较的是字符串中的值是否相等

通过 == ，比较的是字符变量所引用的地址是否相同

tips：这也是比较广义的说法，并非是精确的描述

Case2：字符串对象

这是一张字符串对象在内存中表示的图片。由图可知，字符串对象都是作为实例放在Java堆中，而不是常量池。

字符串对象创建

在Java堆中实例化一个String对象，返回变量一个相应的地址。

不同的对象，即使字符串值相同，引用也是不相同的。

代码模拟

void Example(){
    String str1 = new String(ab);
    String str2 = new String(ab);
    
    System.out.println(str1.equals(str2)); //值相同
    System.out.println(str1 == str2); //引用地址不同
}

结果： true false

String.intern()

方法目的： 该方法实现从常量池中取回字符串对象的值。

看完这个，可能有疑问：为什么字符串对象能从常量池中返回值？！

其实，在调用intern的时候，它进行了以下的步骤：

检查常量池中，有没有已存在的相同字符串

• 若有，返回常量池的该地址
• 若没有，在常量池创建一个索引指向原实例地址，并返回该地址指向的字符串(eg: str1)

代码模拟

void Example(){
    String str1 = new String(ab);
    String str2 = new String(ab);
    
    System.out.println(str1.equals(str2)); //值相同
    System.out.println(str1 == str2); //引用地址不同
    System.out.println(str1.intern() == str2.intern()); //地址相同,都是0xf0f010
}

结果 true true false

解析

• 左边的str1.intern()在常量池创建了一个str1的索引，返回str1的字符串

• 右边的str2.intern()在常量池中找到str1的索引，发现值相同，所以也返回了str1的字符串

Tips: 在JDK1.7以前，调用intern时，若常量池没有已存在字符串时，是创建一个原字符串的副本，而不是索引。