Java字符串存储在堆？还是字符串常量池？

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#java #字符串 #jvm #jdk #c++

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本文详细探讨了Java 1.6和1.7中字符串常量池的实现，揭示了字符串.intern()方法的工作机制。在1.6中，字符串数据存储在永久代，而1.7及以后版本则存储在堆中。通过分析源码，证实了intern()方法在池中不存在相应字符串时会复制到相应区域，并返回指针。字符串常量池的结构允许存储数据或逻辑地址。文章还讨论了字符串常量池的数据结构及其高效存储的能力。

前言

先给出结论，不同点用红标

jdk1.6

（1）字符串数据存储在永久代，new出来的字符串数据存储在堆，字符串常量池仅存储指针数据

（2）new出来的字符串调用String.intern后：

若字符串常量池中没有相应的数据，则堆中的字符串数据会被拷贝到永久代，并返回字符串常量池中的指针；

若字符串常量池中有相应的数据，直接返回字符串常量池中的指针

jdk1.7

（1）字符串数据存储在堆，new出来的字符串数据存储在堆，字符串常量池仅存储指针数据

（2）new出来的字符串调用String.intern后：

若字符串常量池中没有相应的数据，则堆中的字符串数据的逻辑地址会被拷贝到堆，并返回字符串常量池中的指针；

若字符串常量池中有相应的数据，直接返回字符串常量池中的指针

上面大部分内容都跟《深入理解Java虚拟机》一致，唯一有疑惑的是intern的实现，所以下面仅证明intern

证明流程

以jdk1.6为例

（1）先按照openJDK之如何下载各个版本的openJDK源码找出相应版本的jdk源码

（2）找到String.intern的实现：http://hg.openjdk.java.net/jdk6/jdk6/hotspot/file/d9c3790c85c1/src/share/vm/prims/jvm.cpp

JVM_ENTRY(jstring, JVM_InternString(JNIEnv *env, jstring str))
  JVMWrapper("JVM_InternString");
  JvmtiVMObjectAllocEventCollector oam;
  if (str == NULL) return NULL; // 如果str为NULL，则直接返回NULL值
  oop string = JNIHandles::resolve_non_null(str);
  oop result = StringTable::intern(string, CHECK_NULL); // StringTable.intern实现具体逻辑
  return (jstring) JNIHandles::make_local(env, result);
JVM_END

（3）再查看一下StringTable.intern的实现：http://hg.openjdk.java.net/jdk6/jdk6/hotspot/file/d9c3790c85c1/src/share/vm/classfile/symbolTable.cpp

oop StringTable::intern(Symbol* symbol, TRAPS) {
  if (symbol == NULL) return NULL;
  ResourceMark rm(THREAD);
  int length;
  jchar* chars = symbol->as_unicode(length); // 根据symbol获取字符串的指针
  Handle string;
  oop result = intern(string, chars, length, CHECK_NULL);
  return result;
}

oop StringTable::intern(Handle string_or_null, jchar* name,
                        int len, TRAPS) {
  unsigned int hashValue = hash_string(name, len); // hash字符串数据
  int index = the_table()->hash_to_index(hashValue); // 映射到StringTable的数组下标
  oop found_string = the_table()->lookup(index, name, len, hashValue); // 查一下StringTable中是否有相应的字符串数据

  // 如果有相应的字符串数据，则直接返回
  if (found_string != NULL) return found_string;

  debug_only(StableMemoryChecker smc(name, len * sizeof(name[0])));
  assert(!Universe::heap()->is_in_reserved(name) || GC_locker::is_active(),
         "proposed name of symbol must be stable");

  Handle string;
  // try to reuse the string if possible
  if (!string_or_null.is_null() && (!JavaObjectsInPerm || string_or_null()->is_perm())) {
    // 如果StringTable找不到相应的字符串，但字符串又存在永久带里，则直接复用
    string = string_or_null;
  } else {
    // 永久带分配一块新空间，拷贝一份堆中的字符串数据
    string = java_lang_String::create_tenured_from_unicode(name, len, CHECK_NULL);
  }

  // Grab the StringTable_lock before getting the_table() because it could
  // change at safepoint.
  MutexLocker ml(StringTable_lock, THREAD);

  // 将字符串添加到StringTable，这里跟HashMap的原理差不多
  return the_table()->basic_add(index, string, name, len,
                                hashValue, CHECK_NULL);
}

证毕，jdk1.6，new出来的字符串调用String.intern后：

若字符串常量池中没有相应的数据，则堆中的字符串数据会被拷贝到永久代，并返回字符串常量池中的指针；

若字符串常量池中有相应的数据，直接返回字符串常量池中的指针

同理也能证明，jdk1.7之后，调用intern并不会拷贝字符串数据