10.字符串常量池(String Table)
String的基本特性
String：字符串，使用一对" "引起来表示。
String s1 = "hguo"; // 字面量的定义方式
String s2 = new String("hello");
String类声明为final，不可被继承。
String实现了Serializable接口：表示字符串是支持序列化的。
String实现了Comparable接口：表示String可以比较大小。
存储结构变更
String在JDK8及以前内部定义了final char[ ] value用于存储字符串数据。JDK9时改为 byte[ ]加上编码标记，节约了一些空间。
public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
@Stable
private final byte[] value;
}
同样，StringBuffer和StringBuilder同样变更存储结构。
String：代表不可变的字符序列，简称：不可变性。
当对字符串重新赋值时，需要重写指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值。
当对现有的字符串进行连接操作时，也需要重新指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值。
当调用String的replace()方法修改指定字符或字符串时，也需要重新指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值。
通过字面量的方式（区别于new）给一个字符串赋值，此时的字符串值声明在字符串常量池中。
String的String Pool是一个固定大小的HashTable，默认值大小长度是1009。如果放进String Pool的String非常多，就会造成Hash冲突严重，从而导致链表会很长，而链表长了后直接会造成的影响就是当调用String.intern时性能会大幅下降。
使用-XX:StringTableSize可设置StringTable的长度
在JDK6中StringTable是固定的，就是1009的长度，所以如果常量池中的字符串过多就会导致效率下降很快。StringTableSize设置没有要求
在JDK7中StringTable的长度默认值是60013，StringTableSize设置没有要求。
JDK8开始，设置StringTable的长度的话，1009是可设置的最小值。若设置低于1009会报错。
Error:Could not create the Java Virtual Machine.
Error:A fatal exception has occurred. Program will exit.
StringTable size of 1000 is invalid; must be between 1009 and 2305843009213693951
String的内存分配
在Java语言中有8种基本数据类型和一种比较特殊的类型String，这些类型为了使它们在运行过程中速度更快、更节省内存，都提供了一种常量池的概念。
常量池就是类似一个Java系统级别提供的缓存，8中基本数据类型的常量池都是系统协调的，String类型的常量池比较特殊，它的主要使用方法有两种：
直接使用双引号声明出来的String对象会直接存储在常量池中。比如：String info = "hello";
如果不是用双引号声明的String对象，可以使用String提供的intern()方法。
Java6及以前，字符串常量池存放在永久代。
Java7中，将字符串常量池的位置调整到Java堆内。
所有的字符串都保存在堆（Heap）中，和其他普通对象一样，这样可以让你在进行调优应用时仅需要调整堆大小就可以了。
Java8，字符串常量池在堆中。
String基本操作
字符串常量池中不会存储相同内容的字符串
字符串拼接操作
1.常量与常量的拼接结果在常量池，原理是编译期优化。
源代码：
@Test
public void test1() {
String s1 = "a" + "b" + "c"; // 编译期优化：等同于"abc"
String s2 = "abc"; // "abc"一定是放在字符串常量池中，将此地址赋给s2
System.out.println(s1 == s2); // true
System.out.println(s1.equals(s2)); // true
}
反编译字节码：
@Test
public void test1() {
String s1 = "abc";
String s2 = "abc";
System.out.println(s1 == s2);
System.out.println(s1.equals(s2));
}
2.常量池中不会存在相同的内容的常量。
3.只要其中有一个是变量，结果就在堆中，变量拼接的原理是StringBuilder。
源代码：
@Test
public void test2() {
String s1 = "javaEE";
String s2 = "hadoop";
String s3 = "javaEEhadoop";
String s4 = "javaEE" + "hadoop";//编译期优化
//如果拼接符号的前后出现了变量，则相当于在堆空间中new String()，具体的内容为拼接的结果：javaEEhadoop
String s5 = s1 + "hadoop";
String s6 = "javaEE" + s2;
String s7 = s1 + s2;
System.out.println(s3 == s4);//true
System.out.println(s3 == s5);//false
System.out.println(s3 == s6);//false
System.out.println(s3 == s7);//false
System.out.println(s5 == s6);//false
System.out.println(s5 == s7);//false
System.out.println(s6 == s7);//false
//intern():判断字符串常量池中是否存在javaEEhadoop值，如果存在，则返回常量池中javaEEhadoop的地址；
//如果字符串常量池中不存在javaEEhadoop，则在常量池中加载一份javaEEhadoop，并返回次对象的地址。
String s8 = s6.intern();
System.out.println(s3 == s8);//true
}
反编译字节码：
@Test
public void test2() {
String s1 = "javaEE";
String s2 = "hadoop";
String s3 = "javaEEhadoop";
String s4 = "javaEEhadoop";
String s5 = s1 + "hadoop";
String s6 = "javaEE" + s2;
String s7 = s1 + s2;
System.out.println(s3 == s4);
System.out.println(s3 == s5);
System.out.println(s3 == s6);
System.out.println(s3 == s7);
System.out.println(s5 == s6);
System.out.println(s5 == s7);
System.out.println(s6 == s7);
String s8 = s6.intern();
System.out.println(s3 == s8);
}
@Test
public void test3() {
String s1 = "a";
String s2 = "b";
String s3 = "ab";
/*
如下的s1 + s2 的执行细节：(变量s是我临时定义的）
① StringBuilder s = new StringBuilder();
② s.append("a")
③ s.append("b")
④ s.toString() --> 约等于 new String("ab")
补充：在jdk5.0之后使用的是StringBuilder,在jdk5.0之前使用的是StringBuffer
*/
String s4 = s1 + s2;//
System.out.println(s3 == s4);//false
}
源代码：
/*
1. 字符串拼接操作不一定使用的是StringBuilder
如果拼接符号左右两边都是字符串常量或常量引用，则仍然使用编译期优化，即非StringBuilder的方式。
2. 针对于final修饰类、方法、基本数据类型、引用数据类型的结构时，能使用上final的时候建议使用上。
*/
@Test
public void test4() {
final String s1 = "a";
final String s2 = "b";
String s3 = "ab";
String s4 = s1 + s2;
System.out.println(s3 == s4);//true
}
反编译代码：
@Test
public void test4() {
String s1 = "a";
String s2 = "b";
String s3 = "ab";
String s4 = "ab"; // 可以看到编译时就已经将s4赋值为"ab"
System.out.println(s3 == s4);
}
字符串拼接"+"与StringBuilder效率对比：
/*
体会执行效率：通过StringBuilder的append()的方式添加字符串的效率要远高于使用String的字符串拼接方式！
详情：① StringBuilder的append()的方式：自始至终中只创建过一个StringBuilder的对象
使用String的字符串拼接方式：创建过多个StringBuilder和String的对象
② 使用String的字符串拼接方式：内存中由于创建了较多的StringBuilder和String的对象，内存占用更大；如果进行GC，需要花费额外的时间。
改进的空间：在实际开发中，如果基本确定要前前后后添加的字符串长度不高于某个限定值highLevel的情况下,建议使用构造器实例化：
StringBuilder s = new StringBuilder(highLevel); // new char[highLevel]
*/
@Test
public void test6() {
long start = System.currentTimeMillis();
method1(100000); //4014ms
method2(100000); //7ms
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("花费的时间为：" + (end - start));
}
public void method1(int highLevel) {
String src = "";
for (int i = 0; i < highLevel; i++) {
src = src + "a";//每次循环都会创建一个StringBuilder、String
}
}
public void method2(int highLevel) {
//只需要创建一个StringBuilder
StringBuilder src = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < highLevel; i++) {
src.append("a");
}
}
4.如果拼接的结果调用intern()方法，则主动将常量池中还没有的字符串对象放入池中，并返回此对象地址。
intern()的使用
如果不是用双引号声明的String对象，可以使用String提供的intern方法：intern方法会从字符串常量池中查询当前字符串是否存在，若不存在就会将当前字符串放入常量池中。比如：
String myInfo = new String("hello word").intern();
也就是说，如果在任意字符串上调用String.intern方法，那么其返回结果所指向的那个类实例，必须和直接以常量形式出现的字符串实例完全相同。因此，下列表达式的值必定是true。
("a" + "b" + "c").intern() == "abc"
通俗点讲，Interned String就是确保字符串在内存里只有一份拷贝，这样可以节约内存空间，加快字符串操作任务的执行速度。注意，这个值会被存放在字符串内部池（String Intern Pool）。
题目：new String("ab")会创建几个对象?
拓展：new String("a") + new String("b")会创建几个对象?
/**
* 题目：
* new String("ab")会创建几个对象？看字节码，就知道是两个。
* 一个对象是：new关键字在堆空间创建的
* 另一个对象是：字符串常量池中的对象"ab"。 字节码指令：ldc
*
*
* 思考：
* new String("a") + new String("b")呢？
* 对象1：new StringBuilder()
* 对象2： new String("a")
* 对象3： 常量池中的"a"
* 对象4： new String("b")
* 对象5： 常量池中的"b"
*
* 深入剖析： StringBuilder的toString():
* 对象6 ：new String("ab")
* 强调一下，toString()的调用，在字符串常量池中，没有生成"ab"
*
*/
public class StringNewTest {
public static void main(String[] args) {
// String str = new String("ab");
String str = new String("a") + new String("b");
}
}
面试题：
/**
* 如何保证变量s指向的是字符串常量池中的数据呢？
* 有两种方式：
* 方式一： String s = "hello";//字面量定义的方式
* 方式二： 调用intern()
* String s = new String("hello").intern();
* String s = new StringBuilder("hello").toString().intern();
*/
public class StringIntern {
public static void main(String[] args) {
String s = new String("1");
s.intern(); //调用此方法之前，字符串常量池中已经存在了"1"
String s2 = "1";
System.out.println(s == s2);//jdk6：false jdk7/8：false
String s3 = new String("1") + new String("1"); // s3变量记录的地址为：new String("11")
// 执行完上一行代码以后，字符串常量池中，是否存在"11"呢？答案：不存在！！
s3.intern();// 在字符串常量池中生成"11"。
// 如何理解：jdk6:创建了一个新的对象"11",也就有新的地址。
// jdk7/8:此时常量池中并没有创建"11",而是创建一个指向堆空间中new String("11")的地址也就是s3
String s4 = "11"; //s4变量记录的地址：使用的是上一行代码代码执行时，在常量池中生成的"11"的地址
System.out.println(s3 == s4); //jdk6：false jdk7/8：true
}
}
过程描述：
在堆空间中创建对象，地址赋值给变量s，调用s.intern()方法，此时查看字符串常量池中是否有"ab"，没有则保存堆中"ab"的引用地址（节省空间），将池中保存的引用地址赋值给变量s2。
总结String的intern()的作用：
jdk1.6中，将这个字符串对象尝试放入串池。
如果串池中有，则并不会放入，返回已有的串池中的对象的地址
如果没有，会把此对象复制一份，放入串池，并返回串池中的对象地址
jdk1.7起，将这个字符串对象尝试放入串池。
如果串池中有，则并不会放入，返回已有的串池中的对象的地址
如果没有，则会把对象的引用地址复制一份，放入串池，并返回串池中的引用地址
intern效率测试
使用intern()测试执行效率：空间使用上对于程序中大量存在存在的字符串，尤其其中存在很多重复字符串时，使用intern()可以节省内存空间。