StringTable

StringTable

• String的基本特性
• String的内存分配
• String基本操作
• 字符串拼接操作
• intern()的使用
• • intern()的空间效率测试
  • String Table的垃圾回收
  • G1中的 String去重操作
  • 总结
• new String()创建了几个对象？
• 关于intern()的练习题

注意！！！！在执行完以下代码后，字符串常量池中不会出现对象”11”

 String s3 = new String("1") + new String("1");

String的基本特性

• string声明为final的,不可被继承
• string实现了 serializable接口:表示字符串是支持序列化的。
  实现了 Comparable接口:表示 string可以比较大小
• 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[]，节约了一些空间。
• 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,
• 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(String s=“halo”;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。
• 字符串常量池中是不会存储相同内容的字符串的。

String的内存分配

• JDK6之前字符串常量池放在永久代
• JDK7之后就放在堆了
• 
• 

StringTable为什么要调整？
①永久代的默认空间比较小
②永久代GC频率低

String基本操作

class Memory {
    public static void main(String[] args) {//line 1
        int i = 1;//line 2
        Object obj = new Object();//line 3
        Memory mem = new Memory();//line 4
        mem.foo(obj);//line 5
    }//line 9

    private void foo(Object param) {//line 6
        String str = param.toString();//line 7
        System.out.println(str);
    }//line 8
}

字符串拼接操作

1.常量与常量的拼接结果在常量池
2.常量池中不会存在相同内容的常量。
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
4.如果拼接的结果调用 intern()方法,则判断常量池中有无该的字符串对象如果没有就将其放入池中,并返回此对象地址。如果有，就直接返回存在的那个对象的地址

/**
 * 字符串拼接操作
 * @author shkstart  shkstart@126.com
 * @create 2020  0:59
 */
public class StringTest5 {
    @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
        /*
         * 最终.java编译成.class,再执行.class
         * String s1 = "abc";
         * String s2 = "abc"
         */
        System.out.println(s1 == s2); //true
        System.out.println(s1.equals(s2)); //true
    }

    @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
    }

    @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
    }
    /*
    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、引用数据类型的量的结构时，能使用上final的时候建议使用上。
     */
    @Test
    public void test4(){
    //用final修饰相当于常量了，所以拼接后应该在字符串常量池
        final String s1 = "a";
        final String s2 = "b";
        String s3 = "ab";
        String s4 = s1 + s2;
        System.out.println(s3 == s4);//true
    }
    //练习：
    @Test
    public void test5(){
        String s1 = "javaEEhadoop";
        String s2 = "javaEE";
        String s3 = s2 + "hadoop";
        System.out.println(s1 == s3);//false

        final String s4 = "javaEE";//s4:常量
        String s5 = s4 + "hadoop";
        System.out.println(s1 == s5);//true

    }

    /*
    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);//4014
        method2(100000);//7

        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
        }
//        System.out.println(src);

    }

    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");
        }
//        System.out.println(src);
    }
}

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

例如

String  s=new String("gagaga").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(不同JDK版本 “放”的方式不同，详细见下面)。

---

/**
 * 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 = "shkstart";//字面量定义的方式
 * 方式二： 调用intern()
 *         String s = new String("shkstart").intern();
 *         String s = new StringBuilder("shkstart").toString().intern();
 *
 * @author shkstart  shkstart@126.com
 * @create 2020  18:49
 */
public class StringIntern {
    public static void main(String[] args) {

        String s = new String("1");//在堆空间与字符串常量池都放一个"1"，并且地址不同，然后S指向堆中的"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:此时常量中并没有创建"11",而是创建一个指向堆空间中new String("11")的地址
        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
    }


}

---

总结一下：
①不管在JDK多少，如果在调用intern()前，字符串常量池中已经存在了该字符串，那么就会直接返回该地址的引用。
②如果在调用intern()前字符串常量池中没有该字符串，那就要分JDK6之前和之后。

假设我现在有这样一条语句：String s = new String("a") + new String("b");由下面的intern()到底创建了几个对象?的知识点可以知道，这条语句只会在堆中生成"ab"，并不会在字符串常量池中生成。现在再执行String s2 = s.intern();

JDK6以前：会在串池中创建一个字符串”ab”地址和堆中的”ab”的地址不同
JDK6以后：串池中没有创建字符串”ab”,而是创建一个引用，指向堆中的”ab”，将此引用返回。
举个例子（可以借助上面两张图来理解）：

public class StringExer1 {
    public static void main(String[] args) {
        
        String s = new String("a") + new String("b");//new String("ab")
        //在上一行代码执行完以后，字符串常量池中并没有"ab"

        String s2 = s.intern();
        //jdk6中：在串池中创建一个字符串"ab"
        /*jdk8中：串池中没有创建字符串"ab",
        而是创建一个引用，指向new String("ab")，将此引用返回*/                       

        System.out.println(s2 == "ab");//jdk6:true  jdk8:true
        System.out.println(s == "ab");//jdk6:false  jdk8:true
    }
}

intern()的空间效率测试

/**
 * 使用intern()测试执行效率：空间使用上
 *
 * 结论：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。
 *
 *
 */
public class StringIntern2 {
    static final int MAX_COUNT = 1000 * 10000;
    static final String[] arr = new String[MAX_COUNT];

    public static void main(String[] args) {
        Integer[] data = new Integer[]{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < MAX_COUNT; i++) {
//            arr[i] = new String(String.valueOf(data[i % data.length]));
            arr[i] = new String(String.valueOf(data[i % data.length])).intern();

        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("花费的时间为：" + (end - start));

        try {
            Thread.sleep(1000000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.gc();
    }
}

String Table的垃圾回收

/**
 * String的垃圾回收:
 * -Xms15m -Xmx15m -XX:+PrintStringTableStatistics -XX:+PrintGCDetails
 *
 */
public class StringGCTest {
    public static void main(String[] args) {
        for (int j = 0; j < 100000; j++) {
            String.valueOf(j).intern();
        }
    }
}

G1中的 String去重操作

背景

---

实现

---

命令行选项

总结

new String()创建了几个对象？

/**
 * 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"
 *
 * @author shkstart  shkstart@126.com
 * @create 2020  20:38
 */
public class StringNewTest {
    public static void main(String[] args) {
//        String str = new String("ab");

        String str = new String("a") + new String("b");
    }
}

关于intern()的练习题

①

public class StringIntern1 {
    public static void main(String[] args) {
        //StringIntern.java中练习的拓展：
        String s3 = new String("1") + new String("1");//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！！
        String s4 = "11";//在字符串常量池中生成对象"11"
        String s5 = s3.intern();
        System.out.println(s3 == s4);//false
        System.out.println(s5 == s4);//true
    }
}

②

public class StringExer2 {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = new String("ab");//执行完以后，会在字符串常量池中会生成"ab"
//        String s1 = new String("a") + new String("b");执行完以后，不会在字符串常量池中会生成"ab"
        s1.intern();
        String s2 = "ab";
        System.out.println(s1 == s2);
    }
}