Java 字符串文字池是对字符串对象的引用集合，还是对象的集合

Question

阅读了SCJP Tip Line的作者Corey McGlone在javaranch网站上的文章后，我都感到困惑。从字面上看是Strings，由Kathy Sierra（javaranch的联合创始人）和Bert Bates共同编写的《 SCJP Java 6程序员指南》。

我将尝试引用Corey先生和Kathy Sierra女士对String Literal Pool的引用。

1.根据科里·麦格隆先生的说法：

字符串文字池是指向字符串对象的引用的集合。

• String s = "Hello"; （假设”Hello”堆上没有名为“ Hello”的对象），将在堆上创建一个String对象，并将对该对象的引用放置在String Literal Pool（常量表）中

• String a = new String("Bye");（假设堆上没有名为“ Bye” new的对象，操作员将要求JVM在堆上创建一个对象。

现在，在本文中对”new”用于创建字符串及其引用的运算符的解释 有些混乱，因此，下面将介绍本文本身的代码和解释。

public class ImmutableStrings
{
    public static void main(String[] args)
    {
        String one = "someString";
        String two = new String("someString");

        System.out.println(one.equals(two));
        System.out.println(one == two);
    }
}

在这种情况下，实际上由于关键字而导致的行为略有不同。"new."在这种情况下，对两个String文字的引用仍然放在常量表（String Literal Pool）中，但是当你使用关键字时”new,”JVM必须在运行时创建一个新的String对象，而不是使用常量表中的对象。

这是解释它的图。

这是否意味着String Literal Pool也具有对此对象的引用？

这是Corey McGlone的文章链接

http://www.javaranch.com/journal/200409/Journal200409.jsp#a1

2.根据SCJP书中的Kathy Sierra和Bert Bates的说法：

• 为了使Java的内存使用效率更高，JVM预留了一个特殊的内存区域，称为“字符串常量池”，当编译器遇到String Literal时，它将检查该池以查看是否已经存在相同的String。如果没有，它将创建一个新的字符串文字对象。

• String s = "abc"; //创建一个String对象和一个引用变量。

很好，但随后我对以下声明感到困惑：

• String s = new String("abc")//创建两个对象和一个引用变量。

它在书中说：....普通（非池）内存中的新String对象，“ s”将引用它…而池中将放置一个附加的文字“ abc”。

本书中的上述几行与Corey McGlone的文章中的那行相冲突。

• 如果字符串文字池是Corey McGlone提到的对String对象的引用的集合，那么为什么要将文字对象“ abc”放在池中（如书中所述）？

• 字符串文字池位于何处？

请清除此疑问，尽管在编写代码时并不太重要，但是从内存管理的角度来看这非常重要，这就是我要清除此基础的原因。

Answer 1

我认为这里要了解的主要点是在私有字段下StringJava对象及其内容之间的区别。基本上是数组的包装器，将其封装并使其无法修改，因此可以保持不变。另外，类记住此阵列的部分被实际使用（见下文）。这一切都意味着你可以拥有两个指向同一个对象（轻量级）。char[]valueStringchar[]StringStringStringchar[]

我会告诉你一些例子，连同hashCode()每一个String和hashCode()内部的char[] value领域（我将其称之为文本从字符串相区别）。最后，我将显示javap -c -verbose输出以及测试类的常量池。请不要将类常量池与字符串文字池混淆。它们并不完全相同。另请参见了解常量池的javap输出。

先决条件

为了进行测试，我创建了一种破坏String封装的实用程序方法：

private int showInternalCharArrayHashCode(String s) {
    final Field value = String.class.getDeclaredField("value");
    value.setAccessible(true);
    return value.get(s).hashCode();
}

这将打印hashCode()的char[] value，有效地帮助我们理解这是否特定String指向相同的char[]文字或没有。

一个类中的两个字符串文字
让我们从最简单的示例开始。

Java代码

String one = "abc";
String two = "abc";

顺便说一句，如果你只是编写"ab" + "c"，Java编译器将在编译时执行串联，并且生成的代码将完全相同。仅当在编译时知道所有字符串时，此方法才有效。

类常量池
每个类都有自己的常量池 -如果常量值在源代码中多次出现，则可以重用这些常量值的列表。它包括常见的字符串，数字，方法名称等。

这是上面示例中常量池的内容。

const #2 = String   #38;    //  abc
//...
const #38 = Asciz   abc;

需要注意的重要事项是字符串所指向的String常量对象（#2）和Unicode编码文本”abc”（#38）之间的区别。

字节码
这是生成的字节码。请注意，两个one和two引用均分配有#2指向”abc”字符串的相同常量：

ldc #2; //String abc
astore_1    //one
ldc #2; //String abc
astore_2    //two

输出量

对于每个示例，我将打印以下值：

System.out.println(showInternalCharArrayHashCode(one));
System.out.println(showInternalCharArrayHashCode(two));
System.out.println(System.identityHashCode(one));
System.out.println(System.identityHashCode(two));

这两对相等并不奇怪：

23583040
23583040
8918249
8918249

这意味着不仅两个对象都指向相同char[]（下面的相同文本），所以equals()测试将通过。但更多，one并且two是完全相同的参考！因此one == two也为true。显然，如果one和two指向相同的对象，则one.value并且two.value必须相等。

文字和 new String()
Java代码

现在我们都在等待该示例-一个字符串文字和一个String使用相同文字的新文字。这将如何运作？

String one = "abc";
String two = new String("abc");

“abc”在源代码中两次使用常量这一事实应该给你一些提示…

类常量池
同上。

字节码

ldc #2; //String abc
astore_1    //one

new #3; //class java/lang/String
dup
ldc #2; //String abc
invokespecial   #4; //Method java/lang/String."<init>":(Ljava/lang/String;)V
astore_2    //two

仔细看！第一个对象的创建方法与上面相同，不足为奇。它只需要从常量池中对已经创建的String（#2）进行常量引用。但是，第二个对象是通过常规构造函数调用创建的。但！第一个String作为参数传递。可以将其反编译为：

String two = new String(one);

输出量
输出有点令人惊讶。第二对代表String对象的引用是可以理解的-我们创建了两个String对象-一个是在常量池中为我们创建的，第二个是为手动创建的two。但是，为什么在地球上第一对暗示两个String对象都指向同一个char[] value数组呢？

41771
41771
8388097
16585653

当你查看String(String)构造函数的工作原理时，这一点变得很清楚（此处已大大简化了）：

public String(String original) {
    this.offset = original.offset;
    this.count = original.count;
    this.value = original.value;
}

看到？在String基于现有对象创建新对象时，它会重用 char[] value。Strings是不可变的，因此无需复制已知永远不会修改的数据结构。

我认为这就是你问题的线索：即使你有两个String对象，它们可能仍指向相同的内容。如你所见，String对象本身很小。

运行时修改和 intern()

Java代码

假设你最初使用了两个不同的字符串，但是在进行一些修改之后，它们都是相同的：

String one = "abc";
String two = "?abc".substring(1);  //also two = "abc"

Java编译器（至少是我的）不够聪明，无法在编译时执行此类操作，请看一下：

类常量池

突然我们以指向两个不同常量文本的两个常量字符串结尾：

const #2 = String   #44;    //  abc
const #3 = String   #45;    //  ?abc
const #44 = Asciz   abc;
const #45 = Asciz   ?abc;

字节码

ldc #2; //String abc
astore_1    //one

ldc #3; //String ?abc
iconst_1
invokevirtual   #4; //Method String.substring:(I)Ljava/lang/String;
astore_2    //two

拳头弦是照常构造的。第二个是通过首先加载常量”?abc”字符串然后调用substring(1)它来创建的。

输出量
这里不足为奇-我们有两个不同的字符串，指向char[]内存中的两个不同的文本：

27379847
7615385
8388097
16585653

好吧，文字并没有什么不同，equals()方法仍然会产生效果true。我们有两个相同文本的不必要副本。

现在我们应该进行两次练习。首先，尝试运行：

two = two.intern();

在打印哈希码之前。不仅双方one并two指向相同的文字，但它们是相同的参考！

11108810
11108810
15184449
15184449

这意味着one.equals(two)和one == two测试都将通过。我们还节省了一些内存，因为”abc”文本在内存中仅出现一次（第二个副本将被垃圾回收）。

第二个练习略有不同，请查看以下内容：

String one = "abc";
String two = "abc".substring(1);

显然，one和two是两个不同的对象，指向两个不同的文本。但是输出如何表明它们都指向同一个char[]数组？！

23583040
23583040
11108810
8918249

我将答案留给你。它会教你如何substring()工作，这种方法的优点是什么，以及何时会导致大麻烦。