【Java笔记】深入探究String类内存机制

最新推荐文章于 2025-06-06 15:01:27 发布

Cj_Dome

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分类专栏：【学习笔记】文章标签： Java String 内存引用类型 String类

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本文深入探讨 Java 中 String 类的工作原理，包括不可变性、内存分配、对象创建的区别以及字符串拼接的行为。通过实例代码帮助理解 String 的特性及其对内存的影响。

先看一下下面一段代码:

package Test06_StringTest;

import org.junit.Test;

public class Dome_01 {
		@Test
		public void Dome(){
			int ii=1;
			Person a=new Person("zhang",12);
			String b=new String("I love you");
			s1(ii);
			s2(a);
			s3(b);
			System.out.println(ii);
			System.out.println(a.age+a.name);		
			System.out.println(b);
		}
		void s1(int i){
			i=9;
		}
		void s2(Person p){
			p.name="liu";
			p.age=13;			
		}
		void s3(String s){
			s="I am geek.";
		}
}

输出结果：

13liu

I love you

我们知道，在你调用方法传参后，Java虚拟机会根据你调用的是引用类型还是基本类型决定是指针传递还是值传递，这个理论在调用s1和s2是验证过了的，对于int型进行了值传递，方法结束后还是1，对于Person引用类型使用了指针传递，调用后引用发生了改变输出了我们s2中的指向；
这时有人会感到奇怪了，String不是引用类型吗，按理来说应该是指针传递啊，为什么调用s2传参后原String类的b的值没有改变成"I am geek."呢，为了这个问题，先看一下String部分源码：

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];

    /** Cache the hash code for the string */
    private int hash; // Default to 0

注意到：String在底层实现的时候，是用了一个final修饰的字符数组，也就是说，我们使用的String类，本质上是一个常量char型数组：

所以我们在声明一个String类并初始化的时候，String的引用其实是指向常量池中的一个字符数组，final修饰的量只能赋值一次，所以我们在Dome方法里已经将他赋值了，

所以就算调用s3方法也不会改变它；写到我也有一个疑问，那就是既然这样，我们调用s3到底Java虚拟机操作了什么，我查阅了一些资料，有一位老师是这么解释的：

在调用s3方法时，在方法内部又声明并初始化了一个String s="I am geek.";在方法执行完毕后s失效；

上面的那个解释我仍保有怀疑，但先暂且这么理解；除此之外，还有一个更大疑问，先看一段代码

package Test06_StringTest_02;

import org.junit.Test;

public class Dome02 {
@Test
public void Dome(){
	String s="java";
	s="Android";
	System.out.println(s);	
}
}

输出结果：Android

不是说String类本质是final修饰的char数组吗，这里为什么能重新赋值？对于这个问题，需要先明白：java中的String只能重新创建，而不能改变。

一开始声明时的s=“java”；就在常量池中开辟了一块空间来存放“java”；而我们写s=“Android”；时并没有改变“java”而是新建了一个s指向的“Android”放在常量池中；这也是为什么String容易造成内存资源的损耗，比如上面那段代码，在方法结束虚拟机自动清理前，“java”这个常量已经对程序没有什么用了，但还是存在常量池中占据着内存；

下面我们先来探讨一下String是否创建对象的初始化有什么不同，可以更好的理解上面的说法；

先看一段代码：

package Test06_StringTest_02;

import org.junit.Test;

public class Dome_2 {
	@Test
	public void Dome(){
		String str1="Android";
		String str2=new String("Android");
		System.out.println(str1==str2);
		System.out.println(str1.equals(str2));
	}
}

输出结果：

false
true

很奇怪，要解释这里必须牵扯栈内存和堆内存，当通过声明String直接初始化的时候，虚拟机会在栈内存中创立一个str1指向常量池中的“Android”，但如果通过创立对象来指向Android，str2一开始的声明指向的是一个对象，然后对象也是一个引用（相当于二级指针）指向常量池中的“Android”；所以在我们上面写的代码中str1的地址是常量池中的常量，而str2的地址是堆里的一个对象，当然会输出false，至于equals为什么是ture，其实是因为String类把equals重写了，equals在这里已经不是比较地址了，下面是我自己画的内存解释：

我们知道，在Java中支持用+号来连接字符串，但其实，用+连接的两个字符串在常量池中仍是两个字符串，只是用String类的引用来连接两个常量，

如果我们这样写一段代码:

package Test06_StringTest_02;

import org.junit.Test;

public class Dome_2 {
	@Test
	public void Dome(){
		String str1="Android";
		str1=str1+"lesson";
	}
}

在内存中，Android和lesson并没连在一起：