JVM

JAVA中String.intern的理解

2021-03-01  本文已影响0人  三也视界

intern() 方法返回字符串对象的规范化表示形式

它遵循以下规则:对于任意两个字符串 s 和 t,当且仅当 s.equals(t) 为 true 时,s.intern() == t.intern() 才为 true。

What---String.intern方法究竟做了什么:

Returns a canonical representation for the string object. A pool of strings, initially empty, is maintained privately by the class String. When the intern method is invoked, if the pool already contains a string equal to this String object as determined by the equals(Object) method, then the string from the pool is returned. Otherwise, this String object is added to the pool and a reference to this String object is returned. It follows that for any two strings s and t, s.intern() == t.intern() is true if and only if s.equals(t) is true. All literal strings and string-valued constant expressions are interned. String literals are defined in section 3.10.5 of the The Java? Language Specification.

上面是jdk源码中对intern方法的详细解释。简单来说就是intern用来返回常量池中的某字符串,如果常量池中已经存在该字符串,则直接返回常量池中该对象的引用。否则,在常量池中加入该对象,然后 返回引用。(这里的加入该对象对于java1.7前后的处理方式不同, 往后看)

看下面一个范例:

String str1 = "a";
String str2 = "b";
String str3 = "ab";
String str4 = str1 + str2;
String str5 = new String("ab");
 
System.out.println(str5.equals(str3));
System.out.println(str5 == str3);
System.out.println(str5.intern() == str3);
System.out.println(str5.intern() == str4);

得到的结果:

true
false
true
false

为什么会得到这样的一个结果呢?我们一步一步的分析。

String a = new String("ab");
String b = new String("ab");
String c = "ab";
String d = "a" + "b";
String e = "b";
String f = "a" + e;
 
System.out.println(b.intern() == a);
System.out.println(b.intern() == c);
System.out.println(b.intern() == d);
System.out.println(b.intern() == f);
System.out.println(b.intern() == a.intern());

运行结果:

false
true
true
false
true

由运行结果可以看出来,b.intern() == a和b.intern() == c可知,
采用new 创建的字符串对象不进入字符串池,并且通过b.intern() == d和b.intern() == f可知,字符串相加的时候,都是静态字符串的结果会添加到字符串池,如果其中含有变量(如f中的e)则不会进入字符串池中。但是字符串一旦进入字符串池中,就会先查找池中有无此对象。如果有此对象,则让对象引用指向此对象。如果无此对象,则先创建此对象,再让对象引用指向此对象

看《深入理解java虚拟机》中的一个例子

image

结果是:

true

false

《深入理解java虚拟机》中写道,如果JDK1.6会返回两个false,JDK1.7运行则会返回一个true一个false。

JDK1.6中,intern()方法会把首次遇到的字符串实例复制到永久代中,返回的也是永久代中这个字符串的实例的引用,而StringBulder创建的字符串实例在Java堆上,所以必然不是同一个引用,将返回false。

JDK1.7中,intern()的实现不会在复制实例,只是在常量池中记录首次出现的实例引用,因此返回的是引用和由StringBuilder.toString()创建的那个字符串实例是同一个。

str2的比较返回false因为"java"这个字符串在执行StringBuilder.toString()之前已经出现过,字符串常量池中已经有它的引用了,不符合“首次出现”的原则,而“计算机软件”这个字符串是首次出现,因此返回true。(System类自动由java虚拟机调用, 其中把"java"加入到了常量池中)

总结:

在翻《深入理解Java虚拟机》的书时,又看到了2-7的 String.intern()返回引用的测试。
其实要搞明白String.intern(),我总结了下面几条规则:
一、new String都是在堆上创建字符串对象。当调用 intern() 方法时,编译器会将字符串添加到常量池中(stringTable维护),并返回指向该常量的引用。

这里写图片描述 这里写图片描述

二、通过字面量赋值创建字符串(如:String str=”twm”)时,会先在常量池中查找是否存在相同的字符串,若存在,则将栈中的引用直接指向该字符串;若不存在,则在常量池中生成一个字符串,再将栈中的引用指向该字符串。

这里写图片描述

三、常量字符串的“+”操作,编译阶段直接会合成为一个字符串。如string str=”JA”+”VA”,在编译阶段会直接合并成语句String str=”JAVA”,于是会去常量池中查找是否存在”JAVA”,从而进行创建或引用。

四、对于final字段,编译期直接进行了常量替换(而对于非final字段则是在运行期进行赋值处理的)

final String str1=”ja”;
final String str2=”va”;
String str3=str1+str2;

在编译时,直接替换成了String str3=”ja”+”va”,根据第三条规则,再次替换成String str3=”JAVA”

五、常量字符串和变量拼接时(如:String str3=baseStr + “01”;)会调用stringBuilder.append()在堆上创建新的对象。

六、JDK 1.7后,intern方法还是会先去查询常量池中是否有已经存在,如果存在,则返回常量池中的引用,这一点与之前没有区别,区别在于,如果在常量池找不到对应的字符串,则不会再将字符串拷贝到常量池,而只是在常量池中生成一个对原字符串的引用。简单的说,就是往常量池放的东西变了:原来在常量池中找不到时,复制一个副本放到常量池,1.7后则是将在堆上的地址引用复制到常量池。

这里写图片描述

举例说明:

String str2 = new String("str")+new String("01");
str2.intern();
String str1 = "str01";
System.out.println(str2==str1);

在JDK 1.7下,当执行str2.intern();时,因为常量池中没有“str01”这个字符串,所以会在常量池中生成一个对堆中的“str01”的引用(注意这里是引用 ,就是这个区别于JDK 1.6的地方。在JDK1.6下是生成原字符串的拷贝),而在进行String str1 = “str01”;字面量赋值的时候,常量池中已经存在一个引用,所以直接返回了该引用,因此str1和str2都指向堆中的同一个字符串,返回true。

String str2 = new String("str")+new String("01");
String str1 = "str01";
str2.intern();
System.out.println(str2==str1);

将中间两行调换位置以后,因为在进行字面量赋值(String str1 = “str01″)的时候,常量池中不存在,所以str1指向的常量池中的位置,而str2指向的是堆中的对象,再进行intern方法时,对str1和str2已经没有影响了,所以返回false。

常见试题解答

有了对以上的知识的了解,我们现在再来看常见的面试或笔试题就很简单了:

Q:下列程序的输出结果:
String s1 = “abc”;
String s2 = “abc”;
System.out.println(s1 == s2);
A:true,均指向常量池中对象。

Q:下列程序的输出结果:
String s1 = new String(“abc”);
String s2 = new String(“abc”);
System.out.println(s1 == s2);
A:false,两个引用指向堆中的不同对象。

Q:下列程序的输出结果:
String s1 = “abc”;
String s2 = “a”;
String s3 = “bc”;
String s4 = s2 + s3;
System.out.println(s1 == s4);
A:false,因为s2+s3实际上是使用StringBuilder.append来完成,会生成不同的对象。

Q:下列程序的输出结果:
String s1 = “abc”;
final String s2 = “a”;
final String s3 = “bc”;
String s4 = s2 + s3;
System.out.println(s1 == s4);
A:true,因为final变量在编译后会直接替换成对应的值,所以实际上等于s4=”a”+”bc”,而这种情况下,编译器会直接合并为s4=”abc”,所以最终s1==s4。

Q:下列程序的输出结果:
String s = new String(“abc”);
String s1 = “abc”;
String s2 = new String(“abc”);
System.out.println(s == s1.intern());
System.out.println(s == s2.intern());
System.out.println(s1 == s2.intern());
A:false,false,true。
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