彻底弄懂字符串常量池等相关问题
前言:
在平时我们使用字符串一般就是拿来直接搞起,很少有深入的去想过这方面的知识,导致别人在考我们的时候,会问 String str = new String(“123”); 这个一行代码执行创建了几个对象, String str1= str + new String(“456”);这行代码中str1存储在内存的哪个位置,堆or 字符串常量区(方法区)? 会把我们问的哑口无言了;哈哈哈哈,其实也不是水平问题,是我们平时可以仔细的去总结该类问题,下面就详细的对这类问题进行总结;
一、首先把容易混淆以及被人问傻的几个问题归类汇总:[没看本文答案解析,全部答对的请留言,我关注你]
问题1:
String str1 = new String("1"); str1.intern(); String str2 = "1"; System.out.println(str1 == str2); //结果是 false or true? String str3 = new String("2") + new String("2"); t3.intern(); String str4 = "22"; System.out.println(str3 == str4); //结果是 false or true?
问题2:
String str1 = "aaa"; String str2 = "bbb"; String str3 = "aaabbb"; String str4 = str1 + str2; String str5 = "aaa" + "bbb"; System.out.println(str3 == str4); // false or true System.out.println(str3 == str4.intern()); // true or false System.out.println(str3 == str5);// true or false
问题3:
String t1 = new String("2"); String t2 = "2"; t1.intern(); System.out.println(t1 == t2); //false or true String t3 = new String("2") + new String("2"); String t4 = "22"; t3.intern(); System.out.println(t3 == t4); //false or true
问题4:
Integer a = 1; Integer b = 2; Integer c = 3; Integer d = 3; Integer e = 321; Integer f = 321; Long g = 3L; System.out.println(c == d); System.out.Println(e == f); System.out.println(c == (a + b)); System.out.println(c.equals(a+b)); System.out.println(g == (a + b)); System.out.println(g.equals(a + b));
二、知识储备
在解答这四个问题的过程中,我们首先说一下几个知识,很重要:
1.intern()函数
intern函数的作用是将对应的符号常量进入特殊处理,在1.6以前 和 1.7以后有不同的处理;
先看1.6:
在1.6中,intern的处理是 先判断字符串常量是否在字符串常量池中,如果存在直接返回该常量,如果没有找到,则将该字符串常量加入到字符串常量区,也就是在字符串常量区建立该常量;
在1.7中:
在1.7中,intern的处理是 先判断字符串常量是否在字符串常量池中,如果存在直接返回该常量,如果没有找到,则在堆中建立该字符串常量,然后把堆区该对象的引用加入到字符串常量池中,以后别人拿到的是该字符串常量的引用,实际存在堆中;
2.常量池的分类【理解即可】
2.1 class文件常量池
在Class文件中除了有类的版本【高版本可以加载低版本】、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)【此时没有加载进内存,也就是在文件中】,用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。
下面对字面量和符号引用进行说明
字面量
字面量类似与我们平常说的常量,主要包括:
- 文本字符串:就是我们在代码中能够看到的字符串,例如String a = “aa”。其中”aa”就是字面量。
- 被final修饰的变量。
符号引用
主要包括以下常量:
- 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(static)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。
2.2 运行时常量池
我们知道类加载器会加载对应的Class文件,而上面的class文件中的常量池,会在类加载后进入方法区中的运行时常量池【此时存在在内存中】。并且需要的注意的是,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。并且class文件中常量池多个相同的字符串在运行时常量池只会存在一份。
注意运行时常量池存在于方法区中。
2.3 字符串常量池
看名字我们就可以知道字符串常量池会用来存放字符串,也就是说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,其中字面量中有包括文本字符串,显然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。
不过在周志明那本深入java虚拟机中有说到,到了JDK1.7时,字符串常量池就被移出了方法区,转移到了堆里了。
那么我们可以推断,到了JDK1.7以及之后的版本中,运行时常量池并没有包含字符串常量池,运行时常量池存在于方法区中,而字符串常量池存在于堆中。
3.问题解析【重点】
3.1 问题1解析
tring str1 = new String("1");
解析:首先此行代码创建了两个对象,在执行前会在常量池中创建一个"1"的对象,然后执行该行代码时new一个"1"的对象存放在堆区中;然后str1指向堆区中的对象;
str1.intern();
解析:该行代码首先查看"1"字符串有没有存在在常量池中,此时存在则直接返回该常量,这里返回后没有引用接受他,【假如不存在的话在jdk1.6中会在常量池中建立该常量,在jdk1.7以后会在堆中建立该字符串,然后把他的引用放在常量池中】
String str2 = "1";
解析:此时"1"已经存在在常量池中,str2指向常量池中的对象;
System.out.println(str1 == str2); //结果是 false or true?
解析:str1指向堆区的对象,str2指向常量池中的对象,两个引用指向的地址不同,输入false;
String str3 = new String("2") + new String("2");
解析:此行代码执行的底层执行过程是 首先使用StringBuffer的append方法将"2"和"2"拼接在一块,然后调用toString方法new出“22”;所以此时的“22”字符串是创建在堆区的;
t3.intern();
解析:此行代码执行时字符串常量池中没有"22",所以此时在jdk1.6中会在字符串常量池中创建"22",而在jdk1.7中会在堆中创建该字符串,然后将其引用添加到常量池中;
String str4 = "22";
解析:此时的str4在jdk1.6中会指向方法区,而在jdk1,7中会指向堆区;
System.out.println(str3 == str4); //结果是 false or true?
解析:很明显了 jdk1.6中为false 在jdk1.7中为true;
3.2 问题2解析
String str1 = "aaa";
解析:str1指向方法区;
String str2 = "bbb";
解析: str2 指向方法区
String str3 = "aaabbb";
解析:str3指向方法区
String str4 = str1 + str2;
解析:此行代码上边已经说过原理。str4指向堆区
String str5 = "aaa" + "bbb";
解析:该行代码重点说明一下,jvm对其有优化处理,也就是在编译阶段就会将这两个字符串常量进行拼接,也就是"aaabbb";所以他是在方法区中的;’
System.out.println(str3 == str4); // false or true
解析:很明显 为false, 一个指向堆 一个指向方法区
System.out.println(str3 == str4.intern()); // true or false
解析:jdk1.6中str4.intern会把“aaabbb”放在方法区,1.7后放在堆区,所以在1.6中会是true 但是在1.7中是false
System.out.println(str3 == str5);// true or false
解析:都指向字符串常量区,字符串长常量区在方法区,相同的字符串只存在一份,其实这个地方在扩展一下,因为方法区的字符串常量是共享的,在两个线程同时共享这个字符串时,如果一个线程改变他会是怎么样的呢,其实这种场景下是线程安全的,jvm会将改变后的字符串常量在
字符串常量池中重新创建一个处理,可以保证线程安全
3.3 问题3解析
tring t1 = new String("2");
解析:创建了两个对象,t1指向堆区
String t2 = "2";
解析:t2指向字符串常量池
t1.intern();
解析:字符串常量池已经存在该字符串,直接返回;
System.out.println(t1 == t2); //false or true
解析:很明显 false
String t3 = new String("2") + new String("2");
解析:过程同问题1 t3指向堆区
String t4 = "22";
解析:t4 在1.6 和 1.7中指向不同
t3.intern();
解析: 字符串常量池中已经存在该字符串 直接返回
System.out.println(t3 == t4); //false or true
解析: 很明显为 false 指向不同的内存区
3.4 问题4解析
这个地方存在一个知识点。可能是个盲区,这次要彻底记住“
(1). 内存中有一个java基本类型封装类的常量池。这些类包括Byte, Short, Integer, Long, Character, Boolean。需要注意的是,Float和Double这两个类并没有对应的常量池。
(2).上面5种整型的包装类的对象是存在范围限定的;范围在-128~127存在在常量池,范围以外则在堆区进行分配。
(3). 在周志明的那本虚拟机中有这样一句话:包装类的
“==”运行符在不遇到算术运算的情况下不会自动拆箱,以及他们的equals()方法不处理数据类型的关系,通俗的讲也就是 “==”两边如果有算术运算, 那么自动拆箱和进行数据类型转换处理,比较的是数值等不等能。
(4).Long的equals方法会先判断是否是Long类型。
(5).无论是Integer还是Long,他们的equals方法比较的是数值。
System.out.println(c == d)。
解析:由于常量池的作用,c与d指向的是同一个对象(注意此时的==比较的是对象,也就是地址,而不是数值)。因此为true
System.out.println(e == f)。
由于321超过了127,因此常量池失去了作用,所以e和f数值虽然相同,但不是同一个对象,以此为false。
System.out.println(c == (a+b))。
此时==两边有算术运算,会进行拆箱,因此此时比较的是数值,而并非对象。因此为true。
System.out.println(c.equals(a+b))
c与a+b的数值相等,为true。
System.out.pirnln(g == (a + b))
由于==两边有算术运算,所以比较的是数值,因此为true。
System.out.println(g.equals(a+b))。
Long类型的equal在比较是时候,会先判断a+b是否为Long类型,显然a+b不是,因此false