String和StringTable

一、字符串前生今世

1. 字符串有六种基本的创建（出生）方式

• 使用 char[] 数组配合 new 来创建
  String s = new String(new char[]{'a', 'b', 'c'});
  
• 使用 byte[] 数组配合 new 来创建
  String s = new String(new byte[]{97, 98, 99});
  
• 使用 int[] 数组配合 new 来创建
  String s = new String(new int[]{0x1F602}, 0, 1);
  
• 使用 已有字符串配合 new 来创建

String s1 = new String(new char[]{
     'a', 'b', 'c'});
String s2 = new String(s1);

//源码
public String(String original) {
     
    this.value = original.value;
    this.hash = original.hash;
}

• 使用字面量创建（不使用 new ）
  String s = "abc";
  
  说明：其中“abc”编译后会被加载到方法区中的运行时常量池中，执行到了代码区中的idc #2后会利用常量池中的"abc"在堆内存中创建一个字符串对象，然后栈帧中的局部变量s会引用的对象

• 合二为一，使用 + 运算符来拼接创建
  String s = "a" + "b";

二、字符串之家 - StringTable

1.家养与野生

前面我们讲解了 String 的六种创建方式，除了字面量方式创建的字符串是家养的以外，其它方法创建的字符串都是野生的。什么意思呢？

• 字面量方式创建的字符串，会放入 StringTable 中，StringTable 管理的字符串，才具有不重复的特性，这种就像是家养的
• 而 char[]，byte[]，int[]，String，以及 + 方式本质上都是使用 new 来创建，它们都是在堆中创建新的字符串对象，不会考虑字符串重不重复，这种就像是野生的，野生字符串的缺点就是如果存在大量值相同的字符串，对内存占用非常严重

说明：也就是说我们可以把通过字面量方式创建的字符串看作是家养的，可以在StringTable中统一管理，而其他方式创建的字符串是野生的，即不受StringTable的管理。

如何保证家养的字符串对象不重复呢？
JDK 使用了 StringTable 来解决，StringTable 是采用 c++ 代码编写的，数据结构上就是一个 hash 表，字符串对象就充当 hash 表中的 key，key 的不重复性，是 hash 表的基本特性

下面的代码s1和s2引用的都是StringTable中的同一个对象，他们都是家养的

String s1 = "abc"; //家养
String s2 = "abc"; //家养

2.野生变家养

public native String intern();
它会尝试将调用者放入 StringTable

• 如果 StringTable 中已有

例子：

String x = new String(new char[]{
     'a', 'b', 'c'}); // 野生的
String y = "abc"; // 将 "abc" 加入 StringTable
String z = x.intern(); // 已有，返回 StringTable 中 "abc"，即 y
System.out.println(y == z); //true
System.out.println(x == z); //false

说明：String z = x.intern()尝试将野生的x转化为家养的，即存到StringTable中，但是StringTable中已经有亲儿子y了，所以会转化失败，x还是野生的，返回StringTable中已经存在的y，即 y == z，但是 x != z

• 如果 StringTable 中没有（1.7 以上 JDK 的做法）
  例子：

String x = new String(new char[]{
     'a', 'b', 'c'}); // 野生的
String z = x.intern(); // 野生的 x 加入 StringTable，StringTable 中有了 "abc"
String y = "abc"; // 已有，不会产生新的对象，用的是 StringTable 中 "abc"
System.out.println(x == z); //true
System.out.println(y == z); //true

说明：JDK1.7以上的做法是String z = x.intern();野生的x尝试转化为家养的，发现StringTable中没有 "abc"对象，所以会顺利变为家养的，同时返回StringTable中的 “abc” 对象 x，即 x 和 z 引用了同一对象，x == z。
接下来String y = "abc";会到StringTable中看有没有"abc"对象了，发现有了，所以y引用的仍然是StringTable中的"abc"对象，所以y == z。

• 如果 StringTable 中没有（1.6 JDK 的做法）

String x = new String(new char[]{
     'a', 'b', 'c'}); // 野生的
String z = x.intern(); // 野生的 x 被复制后加入 StringTable，StringTable 中有了 "abc"
String y = "abc"; // 已有，不会产生新的对象，用的是 StringTable 中 "abc"
System.out.println(x == z); //false
System.out.println(y == z); //true

说明：JDK1.6的做法是String z = x.intern()发现StringTable中没有"abc"对象，把野生的x拷贝一份，将拷贝的那份加入到StringTable中，x本身还是野生的，返回StringTable中的"abc"对象，所以 x != z。
String y = "abc";StringTable中已经有"abc"对象了，y引用该对象，所以 y == z。

3.家的位置

• JDK1.6:在方法区中
  
• JDK1.8：在堆内存中
  

总结

1. 本文介绍了创建字符串的六种方式，可形象地分为两大类：家养的（通过字面量创建）和野生的（通过非字面量创建），家养的字符串对象是指可以由StringTable统一管理的对象。
2. 同时介绍了StringTable这种数据结构，其底层采用的是hash表来实现的，即数组+链表，有点类似于HashMap。
3. 通过public native String intern()方法可以将野生的字符串转化为家养的，这样子可以减少重复地创建相同的对象的现象，提高效率。
4. StringTable内存位置的改变，由JDK1.6的方法区变为JDK1.8的堆内存