彻底弄懂字符串常量池等相关问题

Posted 2020-12-30 gxyandwmm

前言：

　　在平时我们使用字符串一般就是拿来直接搞起，很少有深入的去想过这方面的知识，导致别人在考我们的时候，会问 String str = new String("123"); 这个一行代码执行创建了几个对象， String str1= str + new String("456");这行代码中str1存储在内存的哪个位置，堆or 字符串常量区（方法区）？ 会把我们问的哑口无言了；哈哈哈哈，其实也不是水平问题，是我们平时可以仔细的去总结该类问题，下面就详细的对这类问题进行总结；

 

一、首先把容易混淆以及被人问傻的几个问题归类汇总：[没看本文答案解析，全部答对的请留言，我关注你]

问题1：

　　 String str1 = new String("1");
    str1.intern();
    String str2 = "1";
    System.out.println(str1 == str2);  //结果是 false or true？

    String str3 = new String("2") + new String("2");
    t3.intern();
    String str4 = "22";
    System.out.println(str3 == str4); //结果是 false or true？

问题2：

　String str1 = "aaa";
  String str2 = "bbb";
  String str3 = "aaabbb";
  String str4 = str1 + str2;
  String str5 = "aaa" + "bbb";
  System.out.println(str3 == str4); // false or true
  System.out.println(str3 == str4.intern()); // true or false
  System.out.println(str3 == str5);// true or false

问题3：

String t1 = new String("2");
String t2 = "2";
t1.intern();
System.out.println(t1 == t2); //false or true

String t3 = new String("2") + new String("2");
String t4 = "22";
t3.intern();
System.out.println(t3 == t4); //false or true

问题4：

    Integer a = 1;
    Integer b = 2;
    Integer c = 3;
    Integer d = 3;
    Integer e = 321;
    Integer f = 321;
    Long g = 3L;

    System.out.println(c == d);
    System.out.Println(e == f);
    System.out.println(c == (a + b));
    System.out.println(c.equals(a+b));
    System.out.println(g == (a + b));
    System.out.println(g.equals(a + b));

 

二、知识储备

在解答这四个问题的过程中，我们首先说一下几个知识，很重要:

1.intern()函数

　　intern函数的作用是将对应的符号常量进入特殊处理，在1.6以前 和 1.7以后有不同的处理；

　　先看1.6：

　　　　　　在1.6中，intern的处理是 先判断字符串常量是否在字符串常量池中，如果存在直接返回该常量，如果没有找到，则将该字符串常量加入到字符串常量区，也就是在字符串常量区建立该常量；

　　在1.7中：

　　　　　　在1.7中，intern的处理是 先判断字符串常量是否在字符串常量池中，如果存在直接返回该常量，如果没有找到，则在堆中建立该字符串常量，然后把堆区该对象的引用加入到字符串常量池中，以后别人拿到的是该字符串常量的引用，实际存在堆中；

 

2.常量池的分类【理解即可】

2.1 class文件常量池

在Class文件中除了有类的版本【高版本可以加载低版本】、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息是常量池(Constant Pool Table)【此时没有加载进内存，也就是在文件中】，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。

下面对字面量和符号引用进行说明
字面量
字面量类似与我们平常说的常量，主要包括：

1. 文本字符串：就是我们在代码中能够看到的字符串，例如String a = “aa”。其中”aa”就是字面量。
2. 被final修饰的变量。

符号引用
主要包括以下常量：

1. 类和接口和全限定名：例如对于String这个类，它的全限定名就是java/lang/String。
2. 字段的名称和描述符：所谓字段就是类或者接口中声明的变量，包括类级别变量（static)和实例级的变量。
3. 方法的名称和描述符。所谓描述符就相当于方法的参数类型+返回值类型。

2.2 运行时常量池

我们知道类加载器会加载对应的Class文件，而上面的class文件中的常量池，会在类加载后进入方法区中的运行时常量池【此时存在在内存中】。并且需要的注意的是，运行时常量池是全局共享的，多个类共用一个运行时常量池。并且class文件中常量池多个相同的字符串在运行时常量池只会存在一份。
注意运行时常量池存在于方法区中。

2.3 字符串常量池

　　看名字我们就可以知道字符串常量池会用来存放字符串，也就是说常量池中的文本字符串会在类加载时进入字符串常量池。
那字符串常量池和运行时常量池是什么关系呢？上面我们说常量池中的字面量会在类加载后进入运行时常量池，其中字面量中有包括文本字符串，显然从这段文字我们可以知道字符串常量池存在于运行时常量池中。也就存在于方法区中。
不过在周志明那本深入java虚拟机中有说到，到了JDK1.7时，字符串常量池就被移出了方法区，转移到了堆里了。
那么我们可以推断，到了JDK1.7以及之后的版本中，运行时常量池并没有包含字符串常量池，运行时常量池存在于方法区中，而字符串常量池存在于堆中。

3.问题解析【重点】

3.1 问题1解析

　　tring str1 = new String("1");
　　解析：首先此行代码创建了两个对象，在执行前会在常量池中创建一个"1"的对象，然后执行该行代码时new一个"1"的对象存放在堆区中；然后str1指向堆区中的对象；

    str1.intern();
　　解析：该行代码首先查看"1"字符串有没有存在在常量池中，此时存在则直接返回该常量，这里返回后没有引用接受他，【假如不存在的话在jdk1.6中会在常量池中建立该常量，在jdk1.7以后会在堆中建立该字符串，然后把他的引用放在常量池中】

    String str2 = "1";
　　解析：此时"1"已经存在在常量池中，str2指向常量池中的对象；


    System.out.println(str1 == str2);  //结果是 false or true？
　　解析：str1指向堆区的对象，str2指向常量池中的对象，两个引用指向的地址不同，输入false；

    String str3 = new String("2") + new String("2");
　　解析：此行代码执行的底层执行过程是 首先使用StringBuffer的append方法将"2"和"2"拼接在一块，然后调用toString方法new出“22”；所以此时的“22”字符串是创建在堆区的；

    t3.intern();
　　解析：此行代码执行时字符串常量池中没有"22",所以此时在jdk1.6中会在字符串常量池中创建"22",而在jdk1.7中会在堆中创建该字符串，然后将其引用添加到常量池中；

    String str4 = "22";
　　解析：此时的str4在jdk1.6中会指向方法区，而在jdk1,7中会指向堆区；

    System.out.println(str3 == str4); //结果是 false or true？
　　解析：很明显了 jdk1.6中为false 在jdk1.7中为true；

3.2 问题2解析

　String str1 = "aaa";
　解析：str1指向方法区；

  String str2 = "bbb";
　解析： str2 指向方法区

  String str3 = "aaabbb";
  解析：str3指向方法区

  String str4 = str1 + str2;
  解析：此行代码上边已经说过原理。str4指向堆区

  String str5 = "aaa" + "bbb";
  解析：该行代码重点说明一下，jvm对其有优化处理，也就是在编译阶段就会将这两个字符串常量进行拼接，也就是"aaabbb";所以他是在方法区中的；’

  System.out.println(str3 == str4); // false or true
　解析：很明显 为false， 一个指向堆 一个指向方法区

  System.out.println(str3 == str4.intern()); // true or false
 解析：jdk1.6中str4.intern会把“aaabbb”放在方法区，1.7后放在堆区，所以在1.6中会是true 但是在1.7中是false

  System.out.println(str3 == str5);// true or false
  解析：都指向字符串常量区，字符串长常量区在方法区，相同的字符串只存在一份，其实这个地方在扩展一下，因为方法区的字符串常量是共享的，在两个线程同时共享这个字符串时，如果一个线程改变他会是怎么样的呢，其实这种场景下是线程安全的，jvm会将改变后的字符串常量在
   　　字符串常量池中重新创建一个处理，可以保证线程安全

 

3.3 问题3解析

tring t1 = new String("2");
解析：创建了两个对象，t1指向堆区

String t2 = "2";
解析：t2指向字符串常量池

t1.intern();
解析:字符串常量池已经存在该字符串，直接返回；

System.out.println(t1 == t2); //false or true
解析：很明显 false

String t3 = new String("2") + new String("2");
解析：过程同问题1 t3指向堆区

String t4 = "22";
解析：t4 在1.6 和 1.7中指向不同
t3.intern();
解析： 字符串常量池中已经存在该字符串 直接返回

System.out.println(t3 == t4); //false or true
解析： 很明显为 false 指向不同的内存区

3.4 问题4解析

这个地方存在一个知识点。可能是个盲区，这次要彻底记住“

(1). 内存中有一个java基本类型封装类的常量池。这些类包括Byte, Short, Integer, Long, Character, Boolean。需要注意的是，Float和Double这两个类并没有对应的常量池。

(2).上面5种整型的包装类的对象是存在范围限定的；范围在-128~127存在在常量池，范围以外则在堆区进行分配。

(3). 在周志明的那本虚拟机中有这样一句话：包装类的
“==”运行符在不遇到算术运算的情况下不会自动拆箱，以及他们的equals()方法不处理数据类型的关系，通俗的讲也就是 “==”两边如果有算术运算， 那么自动拆箱和进行数据类型转换处理，比较的是数值等不等能。

(4).Long的equals方法会先判断是否是Long类型。

(5).无论是Integer还是Long，他们的equals方法比较的是数值。

System.out.println(c == d)。
解析：由于常量池的作用，c与d指向的是同一个对象(注意此时的==比较的是对象，也就是地址，而不是数值)。因此为true

System.out.println(e == f)。
由于321超过了127，因此常量池失去了作用，所以e和f数值虽然相同，但不是同一个对象，以此为false。

System.out.println(c == (a+b))。
此时==两边有算术运算，会进行拆箱，因此此时比较的是数值，而并非对象。因此为true。

System.out.println(c.equals(a+b))
c与a+b的数值相等，为true。

System.out.pirnln(g == (a + b))
由于==两边有算术运算，所以比较的是数值，因此为true。

System.out.println(g.equals(a+b))。
Long类型的equal在比较是时候，会先判断a+b是否为Long类型，显然a+b不是，因此false