String 对象内存分配策略

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2022-05-16 13:54 191阅读 0赞

这个问题可以说是一个高频的面试题目，以前把这个问题弄懂了，最近突然想到这个问题，一时间竟然没有太好的思路了。所以花些时间整理一下其中的知识点。

### 一、内存分配策略 ###

我们先来看一个题目（这个问题都快看吐了~），你知道正确的运行结果并给出解释吗。不知道也没关系，我会在下面给出具体的分析。

@Test public void test() { String s1 = "abc"; String s2 = "abc"; String s3 = new String("abc"); String s4 = new String("abc"); System.out.println(s1 == s2); // true System.out.println(s3 == s4); // false System.out.println(s1 == s3); // false }

`String s = ""` 与 `String s = new String("")` 两种方式都可以创建字符串对象，它们有什么不同吗。下面的解释会涉及到 [java 虚拟机内存区域 ][java _] 方面的知识，不知道的同学可以先了解一下。

**1.1 创建对象的方式**

`String s = "abc"` 方式创建的对象，存储在字符串常量池中，在创建字符串对象之前，会先在常量池中检查是否存在 `abc` 对象。如果存在，则直接返回常量池中 `abc`对象的引用，不存在会创建该对象，并将该对象的引用返回给对象 `s`。

以 HotSpot 虚拟机为例，在 jdk1.8 之前，字符串常量池在方法区中，为了减小方法区内存溢出的风险，在 jdk1.8 之后就把字符串常量池转移到 java 堆中了。

`String s = new String("abc")` 这种方式，实际上 `abc` 本身就是字符串池中的一个对象，在运行 `new String()` 时，把字符串常量池中的字符串 `abc` 复制到堆中，因此该方式不仅会在堆中，还会在常量池中创建 `abc` 字符串对象。 最后把 java 堆中对象的引用返回给 `s`。

**1.2 问题分析**

通过上面的分析，大家应该对问题结果有一个感性的认识了。

`s1` 指向字符串常量池中的 `abc` 对象，`s2` 也指向字符串常量池中的 `abc` 对象，因此 `s1` 与 `s2` 指向的是同一个对象，故 `s1 == s2` 返回 `true`。

`s3` 与 `s4` 分别指向 java 堆中两个不同的对象，因此 `s3 == s4` 是 `false`。

`s1` 与 `s3` 分别指向字符串常量池中的对象与 java 堆中的对象，`s1 == s3` 返回值也是 `false`。

### 二、问题扩展 ###

上面的问题清楚了原理还很好理解，下面还有一个例子，理解起来就不那么容易了。

@Test public void test() { String s1 = "abc"; String s2 = "a"; System.out.println(s1 == ("a" + "bc")); // true System.out.println(s1 == (s2 + "bc")); // false }

**2.1 字符串常量重载 "+"**

`"a" + "bc"` 是两个字符串常量的拼接，当一个字符串由多个字符串常量连接而成时，它自己也肯定是字符串常量。java 虚拟机对于字符串常量的 “+” 号连接，在程序编译期，java 虚拟机就将常量字符串的 “+” 连接优化为连接后的值。

这样一来，最终只会在常量池中创建一个 `abc` 对象，并没有创建临时字符串对象 `a` 和 `bc`，减轻了垃圾收集器的压力。`s1 == ("a" + "bc")`，因为 `abc`（`s1`） 在字符串常量池中已经存在了，因此返回值是 `true`。

**2.2 字符串引用重载 "+"**

java 虚拟机对于有字符串引用存在的字符串连接，即 `s2 + "bc"` 在被编译器执行的时候，会自动引入 `StringBuilder` 对象，调用其 `append()` 方法，最终调用 `toString()` 方法返回其在堆中对象的引用。 下面是反编译后的部分字节码。

![这里写图片描述][70]

因此 `s2 + "bc"` 就等同于下面过程。

s2 + "bc" = new StringBuilder().append(s2).append("bc").toString();

`s1 == (s2 + "bc")` 在进行比较时，`s1` 是字符串常量池中对象的引用，`(s2 + "bc")` 则是 java 堆中一个对象的引用，因此返回值是 `false`。为什么说 `s2 + "bc"` 返回的是堆中对象的引用呢，只要到 `StringBuilder` 源码中查看一下 `toString()` 就能理解了。

/** * StringBuilder 类的 toSTring() 方法 */ @Override public String toString() { // Create a copy, don't share the array return new String(value, 0, count); }

### 三、参考资料 ###

*  [String 对象内存分配 (常量池和堆的分配)][String _]
 *  [Java—String 字符串运算符"+"重载分析 ][Java_String _]

[java _]: https://blog.csdn.net/codejas/article/details/78635641
[70]: /images/20220516/90cc13362e8c48148ce80d78db6da0be.png
[String _]: https://blog.csdn.net/Mypromise_TFS/article/details/81504137
[Java_String _]: https://blog.csdn.net/whp1473/article/details/79920950