蚂蚁面试：字符串在JVM中如何存放？

Posted 2021-04-17 占小狼的博客

字符串对象在JVM中可能有两个存放的位置：字符串常量池或堆内存。

• 使用常量字符串初始化的字符串对象，它的值存放在字符串常量池中；

• 使用字符串构造方法创建的字符串对象，它的值存放在堆内存中；

String提供了一个API, java.lang.String.intern()，这个API可以手动将一个字符串对象的值转移到字符串常量池中。

在1.7之前，字符串常量池是在PermGen区域，这个区域的大小是固定的——不能在运行时根据需要扩大，也不能被垃圾收集器回收，因此如果程序中有太多的字符串调用了intern方法的话，就可能造成OOM。

在1.7以后，字符串常量池移到了堆内存中，并且可以被垃圾收集器回收，这个改动降低了字符串常量池OOM的风险。

案例分析

验证代码：

 
   
   
 

  
    
    
  
public class StringTest {
  
    
    
  


  
    
    
  
 public static void main(String[] args) {
  
    
    
  
 String s1 = "javaadu";
  
    
    
  
 String s2 = "javaadu";
  
    
    
  
 String s3 = new String("javaadu");
  
    
    
  
 System.out.println(s1 == s2); //true
  
    
    
  
 System.out.println(s1 == s3); //false
  
    
    
  


  
    
    
  
 String s4 = s3.intern();
  
    
    
  
 System.out.println(s1 == s4); //true
  
    
    
  
 }
  
    
    
  
}
 
   
   
 

intern源码分析

intern方法的实现底层是一个native方法，在Hotspot JVM里字符串常量池它的逻辑在注释里写得很清楚：如果常量池中有这个字符串常量，就直接返回，否则将该字符串对象的值存入常量池，再返回。

这里以Openjdk1.8的源码为例，跟下intern方法的底层实现，String.java文件对应的C文件是String.c：

 
   
   
 

  
    
    
  
JNIEXPORT jobject JNICALL
  
    
    
  
Java_java_lang_String_intern(JNIEnv *env, jobject this)
  
    
    
  
{
  
    
    
  
 return JVM_InternString(env, this);
  
    
    
  
}
 
   
   
 

JVM_InternString这个方法的定义在jvm.h，实现在jvm.cpp中，在JVM中，Java世界和C++世界的连接层就是jvm.h和jvm.cpp这两文件。

 
   
   
 

  
    
    
  
JVM_ENTRY(jstring, JVM_InternString(JNIEnv *env, jstring str))
  
    
    
  
 JVMWrapper("JVM_InternString");
  
    
    
  
 JvmtiVMObjectAllocEventCollector oam;
  
    
    
  
 if (str == NULL) return NULL;
  
    
    
  
 oop string = JNIHandles::resolve_non_null(str);
  
    
    
  
 oop result = StringTable::intern(string, CHECK_NULL);
  
    
    
  
 return (jstring) JNIHandles::make_local(env, result);
  
    
    
  
JVM_END
 
   
   
 

可以看出，字符串常量池在JVM内部就是一个HashTable，也就是上面代码中的StringTable。

从 StringTable::intern方法跟下去，就可以发现：如果找到了这次操作的字符串，就直接返回found_string；如果没有找到，就将当前的字符串加入到HashTable中，然后再返回。

总结

在Java应用恰当得使用String.intern()方法有助于节省内存空间，但是在使用的时候，也需要注意，因为StringTable的大小是固定的，如果常量池中的字符串过多，会影响程序运行效率。

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