Java面试：系列将面试题中比较经典和核心的内容写成系列文章持续在公众号更新，可巩固基础知识，可梳理底层原理，欢迎大家持续关注【程序新视界】。本篇为面试题系列第2篇。

常见面试问题

下面代码中创建了几个对象？

new String("abc");

答案众说纷纭，有说创建了1个对象，也有说创建了2个对象。答案对，也不对，关键是要学到问题底层的原理。

底层原理分析

在上篇文章《面试题系列第1篇：说说==和equals的区别？你的回答可能是错误的》中我们已经提到，String的两种初始化形式是有本质区别的。

String str1 = "abc";  // 在常量池中
String str2 = new String("abc"); // 在堆上

当直接赋值时，字符串“abc”会被存储在常量池中，只有1份，此时的赋值操作等于是创建0个或1个对象。如果常量池中已经存在了“abc”，那么不会再创建对象，直接将引用赋值给str1；如果常量池中没有“abc”，那么创建一个对象，并将引用赋值给str1。

那么，通过new String("abc");的形式又是如何呢？答案是1个或2个。

当JVM遇到上述代码时，会先检索常量池中是否存在“abc”，如果不存在“abc”这个字符串，则会先在常量池中创建这个一个字符串。然后再执行new操作，会在堆内存中创建一个存储“abc”的String对象，对象的引用赋值给str2。此过程创建了2个对象。

当然，如果检索常量池时发现已经存在了对应的字符串，那么只会在堆内创建一个新的String对象，此过程只创建了1个对象。

在上述过程中检查常量池是否有相同Unicode的字符串常量时，使用的方法便是String中的intern()方法。

public native String intern();

下面通过一个简单的示意图看一下String在内存中的两种存储模式。

上面的示意图我们可以看到在堆内创建的String对象的char value[]属性指向了常量池中的char value[]。

还是上面的示例，如果我们通过debug模式也能够看到String的char value[]的引用地址。图中两个String对象的value值的引用均为{char[3]@1355}，也就是说，虽然是两个对象，但它们的value值均指向常量池中的同一个地址。当然，大家还可以拿一个复杂对象（Person）的字符串属性（name）相同时的debug结果进行比对，结果是一样的。

深入问法

如果面试官说程序的代码只有下面一行，那么会创建几个对象？

new String("abc");

答案是2个？

还真不一定。之所以单独列出这个问题是想提醒大家一点：没有直接的赋值操作（str="abc"），并不代表常量池中没有“abc”这个字符串。也就是说衡量创建几个对象、常量池中是否有对应的字符串，不仅仅由你是否创建决定，还要看程序启动时其他类中是否包含该字符串。

升级加码

以下实例我们暂且不考虑常量池中是否已经存在对应字符串的问题，假设都不存在对应的字符串。

以下代码会创建几个对象：

String str = "abc" + "def";

上面的问题涉及到字符串常量重载“+”的问题，当一个字符串由多个字符串常量拼接成一个字符串时，它自己也肯定是字符串常量。字符串常量的“+”号连接Java虚拟机会在程序编译期将其优化为连接后的值。

就上面的示例而言，在编译时已经被合并成“abcdef”字符串，因此，只会创建1个对象。并没有创建临时字符串对象abc和def，这样减轻了垃圾收集器的压力。

我们通过javap查看class文件可以看到如下内容。 很明显，字节码中只有拼接好的abcdef。

针对上面的问题，我们再次升级一下，下面的代码会创建几个对象？

String str = "abc" + new String("def");

创建了4个，5个，还是6个对象？

4个对象的说法：常量池中分别有“abc”和“def”，堆中对象new String("def")和“abcdef”。

这种说法对吗？不完全对，如果说上述代码创建了几个字符串对象，那么可以说是正确的。但上述的代码Java虚拟机在编译的时候同样会优化，会创建一个StringBuilder来进行字符串的拼接，实际效果类似：

String s = new String("def");
new StringBuilder().append("abc").append(s).toString();

很显然，多出了一个StringBuilder对象，那就应该是5个对象。

那么创建6个对象是怎么回事呢？有同学可能会想了，StringBuilder最后toString()之后的“abcdef”难道不在常量池存一份吗？

这个还真没有存，我们来看一下这段代码：

@Test
public void testString3() {
    String s1 = "abc";
    String s2 = new String("def");
    String s3 = s1 + s2;
    String s4 = "abcdef";
    System.out.println(s3==s4); // false
}

按照上面的分析，如果s1+s2的结果在常量池中存了一份，那么s3中的value引用应该和s4中value的引用是一样的才对。下面我们看一下debug的效果。很明显，s3和s4的值相同，但value值的地址并不相同。即便是将s3和s4的位置调整一下，效果也一样。s4很明确是存在于常量池中，那么s3对应的值存储在哪里呢？很显然是在堆对象中。

我们来看一下StringBuilder的toString()方法是如何将拼接的结果转化为字符串的：

@Override
public String toString() {
    // Create a copy, don't share the array
    return new String(value, 0, count);
}

很显然，在toString方法中又新创建了一个String对象，而该String对象传递数组的构造方法来创建的：

public String(char value[], int offset, int count)

也就是说，String对象的value值直接指向了一个已经存在的数组，而并没有指向常量池中的字符串。

因此，上面的准确回答应该是创建了4个字符串对象和1个StringBuilder对象。

小结

我们通过一行创建字符串的代码逐步分析String对象的整个构建及拼接过程，了解了底层实现原理。是不是很有意思？当你掌握了这些底层基本知识，即便面试题的形式如何变化，你必定能一眼识破真相。