深入理解 Java 字符串常量池：内存优化与性能提升的秘密

"池" 是编程中的一种常见的, 重要的提升效率的方式, 我们会在未来的学习中遇到各种 "内存池", "线程池", "数据库连接池" ....
比如：家里给大家打生活费的方式
1. 家里经济拮据，每月定时打生活费，有时可能会晚，最差情况下可能需要向家里张口要，速度慢
2. 家里有矿，一次性打一年的生活费放到银行卡中，自己随用随取，速度非常快
方式2，就是池化技术的一种示例，钱放在卡上，随用随取，效率非常高。常见的池化技术比如：数据库连接池、线程池等。

为了节省存储空间以及程序的运行效率，Java中引入了：

1. Class文件常量池：每个.Java源文件编译后生成.Class文件中会保存当前类中的字面常量以及符号信息

2. 运行时常量池：在.Class文件被加载时，.Class文件中的常量池被加载到内存中称为运行时常量池，运行时常量池每个类都有一份

3. 字符串常量池

一、关于创建对象的思考

    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "abcd";
        String str2 = "abcd";
        String str3 = new String("abcd");
        String str4 = new String("abcd");

        System.out.println(str1 == str2);   // true
        System.out.println(str3 == str4);   // false
        System.out.println(str1 == str3);   // false
    }

上述程序创建方式类似，为什么s1和s2引用的是同一个对象，而s3和s4不是呢？

在Java程序中，类似于：1， 2， 3，3.14，“hello”等字面类型的常量经常频繁使用，为了使程序的运行速度更快、更节省内存，Java为8种基本数据类型和String类都提供了常量池。

首先, 字符串常量池底层是一个StringTable的哈希表.

字符串常量池是存放在堆当中的一块区域. 那么它有一个特点: 只要是双引号""引起来的, 就会有两步操作.

首先, 在字符串常量池中检查是否有双引号引起来的对象(比如"abcd"), 如果没有就把它放进去.
然后在第二次再要放一个"abcd"的时候, 就会去检查在常量池当中, 是否有"abcd", 如果有就不会再重复存储一次了.
也就是说, 在字符串常量池中只会去维护一个"abcd"对象, 所以只要"abcd"存过, 就不会再存了.
这样有一个好处, 节省了内存, 提高了效率

 那么它是如何存进字符串常量池的? 我们先来画一个草图简单理解.

注: 以上图中所有的"地址"都是随意写出来的, 以便演示, 不是真实情况下的地址.

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下图是正确的图示.

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二、字符串常量池(StringTable)

字符串常量池在JVM中是StringTable类，实际是一个固定大小的HashTable，不同JDK版本下字符串常量池的位置以及默认大小是不同的：

JDK版本	字符串常量池位置	大小设置
Java6	方法区	固定大小：1009
Java7	堆中	固定大小：1009
Java8	堆中	可设置，有范围限制，最小是1009

三、再谈String对象创建

1. 直接使用字符串常量进行赋值

public static void main(String[] args) {
    String s1 = "hello";
    String s2 = "hello";
    System.out.println(s1 == s2); // true
}

2. 通过new创建String类对象

结论：只要是new的对象，都是唯一的。

通过上面例子可以看出：使用常量串创建String类型对象的效率更高，而且更节省空间。用户也可以将创建的字符串对象通过intern 方式添加进字符串常量池中。

3. intern方法

intern 是一个native方法(Native方法指：底层使用C++实现的，看不到其实现的源代码)，该方法的作用是手动将创建的String对象添加到常量池中。

public static void main(String[] args) {
    char[] ch = new char[]{'a', 'b', 'c'};
    String s1 = new String(ch); // s1对象并不在常量池中
    //s1.intern(); // s1.intern()；调用之后，会将s1对象的引用放入到常量池中
    String s2 = "abc"; // "abc" 在常量池中存在了，s2创建时直接用常量池中"abc"的引用
    System.out.println(s1 == s2);
}

// 输出false
// 将上述intern方法打开之后，就会输出true

注意：在Java6 和 Java7、8中Intern的实现会有些许的差别。

面试题：请解释String类中两种对象实例化的区别
JDK1.8中
1. String str = "hello";
只会开辟一块堆内存空间，保存在字符串常量池中，然后str共享常量池中的String对象
2. String str = new String("hello");
会开辟两块堆内存空间，字符串"hello"保存在字符串常量池中，然后用常量池中的String对象给新开辟的String对象赋值。
3. String str = new String(new char[]{'h', 'e', 'l', 'l', 'o'});
现在堆上创建一个String对象，然后利用copyof将重新开辟数组空间，将参数字符串数组中内容拷贝到String对象中