常量池与String.intern()方法

常量池其实是一个统称，具体可以分为：

1. class文件常量池，参考精通JVM（一）：class文件详解
2. 运行时常量池
3. 字符串常量池

运行时常量池

JDK1.7版本开始运行时常量池从方法区迁移到了堆中。

要了解运行时常量池，首先得从class文件说起。

每一个class文件中，都有一个常量池，大体分为字面量和符号引用：

1. 字面量有int，float等数值型常量，还有双引号引起来的字符串值。
2. 符号引用有Class、Method、Feild等。

当class文件被类加载器加载之后，运行时常量池中，每一个Class对象都有一块自己的常量池，用于存储class文件中的常量。

唯一有变化的是，JVM为双引号引起来的字符串单独开辟了一块“字符串常量池”，且这块区域是共享的，全局只有一个字符串常量池

大致示意如下：

字符串常量池的结构

JVM之所以设计一个全局的字符串常量池，是因为字符串在Java中使用的频率非常高。字符串常量池让我们能够重复利用字符串，一定程度上减少内存消耗。

字符串常量池在JVM中的实现其实就是hashtable，是一个定长的数组。

当要把某字符串加入到字符串常量池中时，会用字符串的hashcode，对数组长度取余，得到一个数组下标。该字符串将放到这个下标的位置上。

但哈希存在碰撞的可能，也就是不同的字符串，计算得出的数组下标可能一样，因此数组中使用了一个链表来存放所有下标一样的字符串。

值得注意的是，string table中存放的是字符串的引用，而不是真实的字符串。

大致结构如下图所示：

类比我们常用的hashmap，hashtable，我们可以简单的把字符串常量池理解成一个kv结构，v存的就是字符串引用。如下图：

intern()方法的作用

intern()方法是查找字符串常量池中是否由该字符串：

• 如果有，直接返回字符串的引用。
• 如果没有，把当前字符串对象放到常量池中，并返回引用

字符串对象的内存分布

String s1 = "abc";

上面这行代码，当JVM执行到它时，对应的字节码指令是ldc abc，ldc指令将会去字符串常量池中找是否有abc，如果有，则直接返回。

因此内存结构是这样的：

简单改改：

String s1 = new String("abc")

此时常量池中有“abc”，堆中还会有一个String对象，且String对象的value是一个char数组，指向内存中真正的“abc”。

内存结构是这样的：

如果执行intern方法，可以得到常量池中的abc的引用

String s1 = new String("abc");
s1 = s1.intern();

内存结构如下：

如果是拼接new String，拼接之后的字符串默认并不在常量池中，如：

String s1 = new String("ab") + new String("c");

该例子中，ab和c都在常量池中，s1对应的abc并不在常量中：

如果s1执行intern()，那么abc将进入常量池。

不过这里有一个点非常重要，字符串常量池kv结构中，v存的并不是”abc”的引用，而是String(“abc”)的引用（JDK1.7开始）。如果是JDK1.6版本，v存的仍然是“abc”的引用

为了证明上面的观点，看下面这个例子：

String s1 = new String("ab") + new String("c");
s1.intern();
String s2 = "abc";
System.out.println(s1 == s2); // 输出true

当第一行和第二行执行完之后，内存结构如上图所示。

当执行String s2 = "abc"时，ldc指令执行时去常量池中找abc，发现此时常量池中有abc，则直接返回引用。

由于kv结构中的v存的是String(“abc”)的引用，所以此时s1和s2都是指向String(“abc”)

内存结构见下图：

如果将intern()放到String s2 = "abc"后面：

String s1 = new String("ab") + new String("c");
String s2 = "abc";
s1.intern();
System.out.println(s1 == s2); // 输出false

当第二行执行完毕之后，字符串常量池中已经有”ab”，”c”，”abc”。此时s1执行intern()没有意义，因为abc已经在常量池中。

所以此时s1指向的是字符串对象String(“abc”)，而s2指向的是常量池中的“abc”，如下图：