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在翻《深入理解Java虚拟机》的书时,又看到了2-7的 String.intern()返回引用的测试。
其实要搞明白String.intern(),我总结了下面几条规则:
一、new String都是在堆上创建字符串对象。当调用 intern() 方法时,编译器会将字符串添加到常量池中(stringTable维护),并返回指向该常量的引用。
二、通过字面量赋值创建字符串(如:String str=”twm”)时,会先在常量池中查找是否存在相同的字符串,若存在,则将栈中的引用直接指向该字符串;若不存在,则在常量池中生成一个字符串,再将栈中的引用指向该字符串。
三、常量字符串的“+”操作,编译阶段直接会合成为一个字符串。如string str=”JA”+”VA”,在编译阶段会直接合并成语句String str=”JAVA”,于是会去常量池中查找是否存在”JAVA”,从而进行创建或引用。
四、对于final字段,编译期直接进行了常量替换(而对于非final字段则是在运行期进行赋值处理的)。
final String str1=”ja”;
final String str2=”va”;
String str3=str1+str2;
在编译时,直接替换成了String str3=”ja”+”va”,根据第三条规则,再次替换成String str3=”JAVA”
五、常量字符串和变量拼接时(如:String str3=baseStr + “01”;)会调用stringBuilder.append()在堆上创建新的对象。
六、JDK 1.7后,intern方法还是会先去查询常量池中是否有已经存在,如果存在,则返回常量池中的引用,这一点与之前没有区别,区别在于,如果在常量池找不到对应的字符串,则不会再将字符串拷贝到常量池,而只是在常量池中生成一个对原字符串的引用。简单的说,就是往常量池放的东西变了:原来在常量池中找不到时,复制一个副本放到常量池,1.7后则是将在堆上的地址引用复制到常量池。
举例说明:
String str2 = new String("str")+new String("01");
str2.intern();
String str1 = "str01";
System.out.println(str2==str1);
在JDK 1.7下,当执行str2.intern();时,因为常量池中没有“str01”这个字符串,所以会在常量池中生成一个对堆中的“str01”的引用(注意这里是引用 ,就是这个区别于JDK 1.6的地方。在JDK1.6下是生成原字符串的拷贝),而在进行String str1 = “str01”;字面量赋值的时候,常量池中已经存在一个引用,所以直接返回了该引用,因此str1和str2都指向堆中的同一个字符串,返回true。
String str2 = new String("str")+new String("01");
String str1 = "str01";
str2.intern();
System.out.println(str2==str1);
将中间两行调换位置以后,因为在进行字面量赋值(String str1 = “str01″)的时候,常量池中不存在,所以str1指向的常量池中的位置,而str2指向的是堆中的对象,再进行intern方法时,对str1和str2已经没有影响了,所以返回false。
2.深入认识intern()方法
JDK1.7后,常量池被放入到堆空间中,这导致intern()函数的功能不同,具体怎么个不同法,且看看下面代码:
输出结果为:
再分别调整上面代码2.3行、7.8行的顺序:
输出结果为:
下面依据上面代码对intern()方法进行分析:
2.1 JDK1.6
在JDK1.6中所有的输出结果都是 false,因为JDK1.6以及以前版本中,常量池是放在 Perm 区(属于方法区)中的,熟悉JVM的话应该知道这是和堆区完全分开的。
使用引号声明的字符串都是会直接在字符串常量池中生成的,而 new 出来的 String 对象是放在堆空间中的。所以两者的内存地址肯定是不相同的,即使调用了intern()方法也是不影响的。如果不清楚String类的“==”和equals()的区别可以查看我的这篇博文Java面试——从Java堆、栈角度比较equals和==的区别。
intern()方法在JDK1.6中的作用是:比如String s = new String("SEU_Calvin"),再调用s.intern(),此时返回值还是字符串"SEU_Calvin",表面上看起来好像这个方法没什么用处。但实际上,在JDK1.6中它做了个小动作:检查字符串池里是否存在"SEU_Calvin"这么一个字符串,如果存在,就返回池里的字符串;如果不存在,该方法会把"SEU_Calvin"添加到字符串池中,然后再返回它的引用。然而在JDK1.7中却不是这样的,后面会讨论。
2.2 JDK1.7
针对JDK1.7以及以上的版本,我们将上面两段代码分开讨论。先看第一段代码的情况:
再把第一段代码贴一下便于查看:
String s = newString("1"),生成了常量池中的“1” 和堆空间中的字符串对象。
s.intern(),这一行的作用是s对象去常量池中寻找后发现"1"已经存在于常量池中了。
String s2 = "1",这行代码是生成一个s2的引用指向常量池中的“1”对象。
结果就是 s 和 s2 的引用地址明显不同。因此返回了false。
String s3 = new String("1") + newString("1"),这行代码在字符串常量池中生成“1” ,并在堆空间中生成s3引用指向的对象(内容为"11")。注意此时常量池中是没有 “11”对象的。
s3.intern(),这一行代码,是将 s3中的“11”字符串放入 String 常量池中,此时常量池中不存在“11”字符串,JDK1.6的做法是直接在常量池中生成一个 "11" 的对象。
但是在JDK1.7中,常量池中不需要再存储一份对象了,可以直接存储堆中的引用。这份引用直接指向 s3 引用的对象,也就是说s3.intern() ==s3会返回true。
String s4 = "11", 这一行代码会直接去常量池中创建,但是发现已经有这个对象了,此时也就是指向 s3 引用对象的一个引用。因此s3 == s4返回了true。
下面继续分析第二段代码:
再把第二段代码贴一下便于查看:
String s = newString("1"),生成了常量池中的“1” 和堆空间中的字符串对象。
String s2 = "1",这行代码是生成一个s2的引用指向常量池中的“1”对象,但是发现已经存在了,那么就直接指向了它。
s.intern(),这一行在这里就没什么实际作用了。因为"1"已经存在了。
结果就是 s 和 s2 的引用地址明显不同。因此返回了false。
String s3 = new String("1") + newString("1"),这行代码在字符串常量池中生成“1” ,并在堆空间中生成s3引用指向的对象(内容为"11")。注意此时常量池中是没有 “11”对象的。
String s4 = "11", 这一行代码会直接去生成常量池中的"11"。
s3.intern(),这一行在这里就没什么实际作用了。因为"11"已经存在了。
结果就是 s3 和 s4 的引用地址明显不同。因此返回了false。
3 总结
终于要做Ending了。现在再来看一下开篇给的引入例子,是不是就很清晰了呢。
str1.intern() == str1就是上面例子中的情况,str1.intern()发现常量池中不存在“SEUCalvin”,因此指向了str1。 "SEUCalvin"在常量池中创建时,也就直接指向了str1了。两个都返回true就理所当然啦。
那么第二段代码呢:有了对以上的知识的了解,我们现在再来看常见的面试或笔试题就很简单了:
Q:下列程序的输出结果:
String s1 = “abc”;
String s2 = “abc”;
System.out.println(s1 == s2);
A:true,均指向常量池中对象。
Q:下列程序的输出结果:
String s1 = new String(“abc”);
String s2 = new String(“abc”);
System.out.println(s1 == s2);
A:false,两个引用指向堆中的不同对象。
Q:下列程序的输出结果:
String s1 = “abc”;
String s2 = “a”;
String s3 = “bc”;
String s4 = s2 + s3;
System.out.println(s1 == s4);
A:false,因为s2+s3实际上是使用StringBuilder.append来完成,会生成不同的对象。
Q:下列程序的输出结果:
String s1 = “abc”;
final String s2 = “a”;
final String s3 = “bc”;
String s4 = s2 + s3;
System.out.println(s1 == s4);
A:true,因为final变量在编译后会直接替换成对应的值,所以实际上等于s4=”a”+”bc”,而这种情况下,编译器会直接合并为s4=”abc”,所以最终s1==s4。
Q:下列程序的输出结果:
String s = new String(“abc”);
String s1 = “abc”;
String s2 = new String(“abc”);
System.out.println(s == s1.intern());
System.out.println(s == s2.intern());
System.out.println(s1 == s2.intern());
A:false,false,true。