【java】字符串存储的内存原理

1. 字符串是什么？

• 字符串就是一段文字，比如 "Hello" 或者 "你好"。

• 在 Java 中，字符串是用 String 类型表示的。

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2. 字符串的存储位置

• 字符串在内存中的存储分为两个地方：

  1. 字符串常量池：

     • 这是一个“共享区域”，专门用来存放那些直接用双引号写的字符串，比如 "Hello"。

     • 如果两个字符串的内容相同，它们会共享同一个内存空间，这样可以节省内存。

     • 例如：

       java

       String s1 = "Hello"; // "Hello" 被放入常量池
       String s2 = "Hello"; // s2 会复用常量池中的 "Hello"

       这里 s1 和 s2 指向的是同一个 "Hello"，所以 s1 == s2 是 true。

  2. 堆内存：

     • 如果你用 new 关键字创建字符串，比如 new String("Hello")，那么这个字符串会放在堆内存中。

     • 堆内存中的字符串是独立的，即使内容相同，它们也是不同的对象。

     • 例如：

       java

       String s3 = new String("Hello"); // 在堆内存中创建一个新的 "Hello"

       这里 s3 是一个全新的对象，即使内容和 s1 相同，s1 == s3 也是 false。

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3. 字符串的不可变性

• 字符串一旦创建，它的内容就不能被修改。

• 比如：

  java

  String s = "Hello";
  s = s + " World"; // 这里并不是修改 "Hello"，而是创建了一个新的字符串 "Hello World"

  • 原来的 "Hello" 还在内存中，新的 "Hello World" 是一个全新的字符串。

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4. 为什么要用字符串常量池？

• 节省内存：

  • 如果有很多相同的字符串，比如 "Hello"，它们可以共享同一个内存空间，而不是每个都单独存一份。

• 提高性能：

  • 因为字符串是不可变的，共享内存可以减少对象的创建和销毁，从而提高程序的运行效率。

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5. intern() 方法的作用

• 如果你有一个字符串是在堆内存中创建的（比如用 new），但你想把它放到字符串常量池里，可以用 intern() 方法。

• 例如：

  java

  String s1 = new String("Hello"); // 在堆内存中创建
  String s2 = s1.intern(); // 把 "Hello" 放入常量池（如果池中没有）
  String s3 = "Hello"; // 复用常量池中的 "Hello"
  
  System.out.println(s1 == s2); // false，因为 s1 在堆内存，s2 在常量池
  System.out.println(s2 == s3); // true，因为 s2 和 s3 都指向常量池中的 "Hello"

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6. 举个例子

假设你写了以下代码：

java

String s1 = "Hello"; // "Hello" 被放入常量池
String s2 = "Hello"; // s2 复用常量池中的 "Hello"
String s3 = new String("Hello"); // 在堆内存中创建一个新的 "Hello"
String s4 = s3.intern(); // 把 s3 的内容放入常量池（如果不存在）

内存中的情况是这样的：

• 字符串常量池：

  +-------------------+
  | "Hello"           | <--- s1, s2, s4
  +-------------------+

• 堆内存：

  +-------------------+
  | "Hello"           | <--- s3
  +-------------------+

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7. 总结

• 字符串常量池：用来存放直接用双引号写的字符串，相同内容的字符串会共享内存。

• 堆内存：用来存放用 new 创建的字符串，每个字符串都是独立的对象。

• 不可变性：字符串一旦创建，内容就不能修改，修改操作会创建新对象。

• intern() 方法：可以把堆内存中的字符串放到常量池里。