从字节码分析字符串是否相等

Posted 2022-12-03 364.99°

1. 简单分析创建字符串的虚拟机指令

1. 字节码的简单阅读

先看一段简单程序及其字节码，了解字节码的简单阅读：javap -c Demo1.class

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javap -v xxx.class 反编译，展示字节码的详细信息。
详细信息内容：类的基本信息、常量池、类方法定义、虚拟机指令

如何读字节码：

• 补充说明：# 后面有两个数字，比如说 # 3, 2 ，这是说明 这里调用了常量池的 # 3的值，而 # 3 的值又对应了两个常量符号。

常量池： 给二进制字节码指令（虚拟机指令）提供一些常量符号，根据常量符号表的查找方式去找到目标值。

2. 字符串的创建过程

javap -v TestStringTable.class

• 常量池中的信息，都会被加载到运行时常量池中，这时的 1、2、1还没有变成字符串对象
• ldc #2 会把对应的符号变成一个对象
• astore_1 会将1第个引用类型本地变量推送至栈顶（就是存储到 Slot=1的地方）

经过上述过程，可发现，只有在用到变量的时候，才会创建为java对象。

2. 为什么不相等

a + b != “12”

追加下面的代码，并反编译。

String d = a + b;

读取过程：

• new 一个 StringBuilder 对象
  dup，复制栈顶数值并将复制值压入栈顶

• invokespecial 调用实例方法"<init>":()V——StringBuilder的无参构造方法

• aload_1 调用栈帧slot为1的变量（a）的值

• invokespecial 调用实例方法append

• aload_2 调用栈帧slot为2的变量 (b) 的值

• invokespecial 调用实例方法append

• invokespecial 调用实例方法toString

• astore 4 将toString后的值存入栈帧Slot为4的变量（d）

分析：

• d的字符串对象存在堆里面

• 如果是直接定义一个字符串变量

  String e = "12"
  

  那么这个 “12” 是存在常量池中的

• 所以 e == d 结果为 false

“1” + “2” = “12”

追加代码

        String e = "1" + "2";
        String f = "12";

反编译：

可以发现，两者都是直接从常量池中创建 “12” 对象，然后将对象传给 e 和 f。
所以 e == f 为 true。

为什么JVM对两者的处理不同？

这都是 javac 优化编译过程的结果：

• String e = "1" + "2"; 直接从常量池取值的原因：javac在编译期间的优化，其结果在编译的时候，就已经知道了（在编译期间就已经拼接了）
• 而 String d = a + b; ，a 和 b 都是变量，值可能会改变，为了保证结果的正确性，就使用 StringBuilder 来进行动态拼接

注意： 可以通过 str.intern() 将动态拼接、存在堆中的字符串对象放入串池

• 如果串池中有该字符串对象，就不会放入

• 如果串池中没有该字符串对象，就会放入，也会将池中的对象返回

  String a = "1";
  String b = new String("1");
  boolean flag1 = a == b;// return false
  String b1 = b.intern();// 放入串池
  boolean flag2 = a == b1;// return true
  
  String c = new String("1") + new String("2");
  c.intern();
  boolean flag1 = "12" == c;//return  true
  
  String d = "123";
  String e = new String("12") + new String("3");
  e.intern();
  boolean flag3 = "123" == e;//return false
  

注意： 在1.6，str.intern()

• 如果串池中有该字符串对象，就不会放入
• 如果串池中没有该字符串对象，就会先复制一份，再将复制的那份放入（这就会导致放入的对象与原对象不相等），也会将池中的对象返回