一个高频面试题，考考大家对 Java String 常量池的理解

近日，有一个网友在小密圈提了一个问题，我本来觉得这个问题应该挺简单的，没想到这个问题在圈子里引起了广泛的讨论。

问题：前辈，请教个问题，下面两行代码，会在JAVA字符串常量池中产生几个字符串。 String str1 = "ab"; String str2 = str1 + "c";

对这个引起热烈讨论的问题，我本来想写一篇深度讲解的文章，结果在网上发现了一篇很优秀的关于此题原理的文章，先分享给大家。

String：字符串常量池

作为最基础的引用数据类型，Java 设计者为 String 提供了字符串常量池以提高其性能，那么字符串常量池的具体原理是什么，我们带着以下三个问题，去理解字符串常量池：

字符串常量池的设计意图是什么？

字符串常量池在哪里？

如何操作字符串常量池？

字符串常量池的设计思想

字符串的分配，和其他的对象分配一样，耗费高昂的时间与空间代价，作为最基础的数据类型，大量频繁的创建字符串，极大程度地影响程序的性能

JVM为了提高性能和减少内存开销，在实例化字符串常量的时候进行了一些优化

为字符串开辟一个字符串常量池，类似于缓存区

创建字符串常量时，首先坚持字符串常量池是否存在该字符串

存在该字符串，返回引用实例，不存在，实例化该字符串并放入池中

实现的基础

实现该优化的基础是因为字符串是不可变的，可以不用担心数据冲突进行共享

运行时实例创建的全局字符串常量池中有一个表，总是为池中每个唯一的字符串对象维护一个引用,这就意味着它们一直引用着字符串常量池中的对象，所以，在常量池中的这些字符串不会被垃圾收集器回收

代码：从字符串常量池中获取相应的字符串

 

字符串常量池在哪里

在分析字符串常量池的位置时，首先了解一下堆、栈、方法区：

堆

存储的是对象，每个对象都包含一个与之对应的class

JVM只有一个堆区(heap)被所有线程共享，堆中不存放基本类型和对象引用，只存放对象本身

对象的由垃圾回收器负责回收，因此大小和生命周期不需要确定

栈

每个线程包含一个栈区，栈中只保存基础数据类型的对象和自定义对象的引用(不是对象)

每个栈中的数据(原始类型和对象引用)都是私有的

栈分为3个部分：基本类型变量区、执行环境上下文、操作指令区(存放操作指令)

数据大小和生命周期是可以确定的，当没有引用指向数据时，这个数据就会自动消失

方法区

静态区，跟堆一样，被所有的线程共享

方法区中包含的都是在整个程序中永远唯一的元素，如class，static变量

字符串常量池则存在于方法区

代码：堆栈方法区存储字符串

 

 

字符串对象的创建

面试题：String str4 = new String(“abc”) 创建多少个对象？

在常量池中查找是否有“abc”对象

有则返回对应的引用实例

没有则创建对应的实例对象

在堆中 new 一个 String("abc") 对象

将对象地址赋值给str4,创建一个引用

所以，常量池中没有“abc”字面量则创建两个对象，否则创建一个对象，以及创建一个引用

根据字面量，往往会提出这样的变式题：

String str1 = new String("A"+"B") ; 会创建多少个对象? 

String str2 = new String("ABC") + "ABC" ; 会创建多少个对象?

str1：

字符串常量池："A","B","AB" : 3个

堆：new String("AB") ：1个

引用： str1 ：1个

总共 ： 5个

str2 ：

字符串常量池："ABC" : 1个

堆：new String("ABC") ：1个

引用： str2 ：1个

总共 ： 3个

代码：基础类型的变量和常量，变量和引用存储在栈中，常量存储在常量池中

 

 

操作字符串常量池的方式

JVM实例化字符串常量池时

 

String.intern()

通过new操作符创建的字符串对象不指向字符串池中的任何对象，但是可以通过使用字符串的intern()方法来指向其中的某一个。java.lang.String.intern()返回一个保留池字符串，就是一个在全局字符串池中有了一个入口。如果以前没有在全局字符串池中，那么它就会被添加到里面

 

补充：字面量和常量池初探

字符串对象内部是用字符数组存储的，那么看下面的例子:

 

会分配一个11长度的char数组，并在常量池分配一个由这个char数组组成的字符串，然后由m去引用这个字符串

用n去引用常量池里边的字符串，所以和n引用的是同一个对象

生成一个新的字符串，但内部的字符数组引用着m内部的字符数组

同样会生成一个新的字符串，但内部的字符数组引用常量池里边的字符串内部的字符数组，意思是和u是同样的字符数组

使用图来表示的话，情况就大概是这样的(使用虚线只是表示两者其实没什么特别的关系):

测试demo：

 

结论：

m和n是同一个对象

m,u,v都是不同的对象

m,u,v,n但都使用了同样的字符数组，并且用equal判断的话也会返回true

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