Java面试要点04 - String常量池

---

一、引言

String常量池是Java语言中一个独特而重要的内存区域，它通过缓存字符串来提高性能和减少内存消耗。随着JDK版本的演进，String常量池的实现也在不断优化。在JDK 7之前，String常量池位于永久代中，而在JDK 7及以后的版本中，它被移到了Java堆内存中。这种变化不仅提高了字符串处理的性能，还避免了永久代的内存溢出问题。本文将深入探讨String常量池的工作原理、使用方法及其最佳实践。

二、String常量池的内部实现

String常量池本质上是一个特殊的Hash表，其中存储着已经创建的字符串常量。JVM为了提高性能和减少内存消耗，维护了这个特殊的内存池。当代码中出现字符串字面量时，JVM会首先检查该字符串是否存在于常量池中。如果存在，则返回常量池中的引用；如果不存在，则在常量池中创建该字符串，并返回其引用。

public class StringPoolInternals {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        // 直接使用字面量，会自动入池
        String str1 = "Hello";
        String str2 = "Hello";
        System.out.println("str1 == str2: " + (str1 == str2));  // true
        
        // 使用new创建的字符串不会入池
        String str3 = new String("Hello");
        System.out.println("str1 == str3: " + (str1 == str3));  // false
        
        // 手动入池
        String str4 = str3.intern();
        System.out.println("str1 == str4: " + (str1 == str4));  // true
        
        // 演示常量池中的哈希表特性
        String str5 = "Java";
        String str6 = new String("Ja") + new String("va");
        System.out.println("str5 == str6.intern(): " + (str5 == str6.intern()));  // true
    }
}

三、字符串的创建机制

在Java中创建字符串有多种方式，每种方式在内存分配和性能上都有其特点。使用字面量创建字符串是最简单也是最高效的方式，因为它直接使用常量池中的对象。而使用new关键字创建字符串会在堆内存中创建新的对象，即使内容相同也会创建新的实例。了解这些创建机制对于编写高效的代码非常重要。

public class StringCreationMechanism {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        // 编译期优化
        String str1 = "Hello" + "World";  // 编译器会优化为 "HelloWorld"
        String str2 = "HelloWorld";
        System.out.println("编译期优化: "