String的intern方法的使用场景

2022-07-10 11:05:58

在讲intern方法前，我们先简单回顾下Java中常量池的分类。

常量池的分类

Java中常量池可以分为Class常量池、运行时常量池和字符串常量池。

1. Class文件常量池

在Class文件中除了有类的版本、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)，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。

所谓字面量类似与我们平常说的常量，主要包括以下两种

文本字符串，例如String a = "aa"。其中"aa"就是字面量。
被final修饰的变量。

符号引用包括以下形式：

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。
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，包括类级别变量和实例级的变量。
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. 运行时常量池

我们知道类加载器会加载对应的Class文件，上面介绍的Class文件常量池中的数据，会在类加载后进入方法区中的运行时常量池。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。运行时常量池存在于方法区中。

3. 字符串常量池

看名字我们就可以知道字符串常量池是用来存放字符串的，也就是说Class文件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Class文件常量池中的字面量会在类加载后进入运行时常量池，其中字面量中也包括文本字符串，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。

但是到了JDK1.7时，字符串常量池被移出了方法区，转移到了堆里了。另外需要我们重点注意的是：字符串常量池中存放的并不是字符串本身，而是字符串对象的引用。

程序运行时，除非手动向常量池中添加常量(比如调用intern方法)，否则jvm不会自动添加常量到常量池。

String 的 intern 方法

String 方法的作用是：判断字符串常量池中是否存在一个引用，这个引用指向的字符串对象和当前对象相等（使用 equals 方法判断相等），如果存在直接返回这个引用，如果不存在则创建一个字符串对象并将其引用存入字符串常量池。

下面举个列子帮助加深理解。

//代码基于JDK 8

//s1指向字符串常量池中的"*之路"

String s1 = "*之路";

//s2也指向字符串常量池中的"*之路"

String s2 = "*之路";

//s3指向堆中的某个对象

String s3 = new String("*之路");

//因为字符串常量池中已经存在"*之路"的引用，直接返回这个引用

String s4 = s3.intern();

//创建一个字符串对象

String s5 = new String("ddd");

//常量池中不存在指向"ddd"的引用，创建一个"ddd"对象，并将其引用存入常量池

String s6 = s5.intern();

//创建一个字符串对象

String s7 = new String("ddd");

//常量池中存在指向"ddd"的引用，直接返回

String s8 = s7.intern();

System.out.println("s1==s2:"+(s1==s2));

System.out.println("s1==s3:"+(s1==s3));

System.out.println("s1==s4:"+(s1==s4));

System.out.println("s5==s6:"+(s5==s6));

System.out.println("s6==s8:"+(s6==s8));

System.out.println("s7==s8:"+(s7==s8));

返回的结果如下：

s1==s2:true

s1==s2:false

s1==s2:true

s5==s6:false

s6==s8:true

s7==s8:false

intern 方法使用场景

我们来看下面这个方法。

public class Person{

    String name;

    public void setName(String name)

    {

        this.name = name

    }

}

假如现在的Person对象都叫小明，那么这些Person对象都会引用一个不同的字符串对象。

如果我们改进下这个方法：

public class Person{

    String name;

    public void setName(String name)

    {

        this.name = name.intern();

    }

}

那么对象的引用结构如下图所示：

这样明显可以节省多个字符串对象的空间。我写了一个测试程序：

public class JavaTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

     //一个很大的字符串

     String s = "c...c";

     List<Person> personList = new ArrayList<>();

     int count = 100000;

        for (int i = 0; i < count; i++) {

            Person p = new Person();

            p.setName(new String(s));

            //防止垃圾回收

            personList.add(p);

            System.out.println(i);

        }

      System.out.println("success...");

    }

    public static class Person{

        private String name;

        public void setName(String name) {

            this.name = name;

        }

    }

}

为了让程序快速将内存耗尽，我这边将内存设置成5M。

-Xms5m -Xmx5m

结果如下：

...

93889

93890

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded

	at com.csx.demo.spring.boot.util.JavaTest.main(JavaTest.java:15)

创建9w多个对象时已经报OutOfMemoryError错误了。

下面调整下 Person 的 set 方法，再执行下。

public static class Person{

    private String name;

    public void setName(String name) {

        this.name = name.intern();

    }

}

99997

99998

99999

success...

顺利执行完成。

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