阿里面试:字符串在JVM中如何存放?90%的人就真的只回答在哪存放

1. 一道面试题的引出

在面试BAT这种一线大厂时,如果面试官问道:字符串在 JVM 中如何存放?大多数人能顺利的给出如下答案:

字符串对象在JVM中可能有两个存放的位置:字符串常量池堆内存

  • 使用常量字符串初始化的字符串对象,它的值存放在字符串常量池中;
  • 使用字符串构造方法创建的字符串对象,它的值存放在堆内存中;

但是如果能针对上述回答,做进一步扩展,会给你的面试表现加分不少,让你从一大波候选人中脱颖而出。下面就一起来分析一下。

首先来看,String提供了一个API, java.lang.String.intern(),这个API可以手动将一个字符串对象的值转移到字符串常量池中

在1.7之前,字符串常量池是在PermGen区域,这个区域的大小是固定的,不能在运行时根据需要扩大,也不能被垃圾收集器回收,因此如果程序中有太多的字符串调用了intern方法的话,就可能造成OOM。

在1.7以后,字符串常量池移到了堆内存中,并且可以被垃圾收集器回收,这个改动降低了字符串常量池OOM的风险

2. 案例分析



验证代码:

public

class

StringTest
{

public

static

void
main(
String
[] args) {

String
s1 =
"javaadu"
;

String
s2 =
"javaadu"
;

String
s3 =
new

String
(
"javaadu"
);

System
.
out
.println(s1 == s2);
//true

System
.
out
.println(s1 == s3);
//false

String
s4 = s3.intern();

System
.
out
.println(s1 == s4);
//true
}
}

3. intern源码分析

我们来看intern方法的实现,intern方法的底层是一个native方法,在Hotspot JVM里字符串常量池它的逻辑在注释里写得很清楚:

如果常量池中有这个字符串常量,就直接返回,否则将该字符串对象的值存入常量池,再返回。



这里以Openjdk1.8的源码为例,跟下intern方法的底层实现,String.java文件对应的C文件是String.c:

JNIEXPORT jobject JNICALL
Java_java_lang_String_intern
(
JNIEnv

*
env
,
jobject
this
)
{

return
JVM_InternString
(
env
,

this
);
}

JVM_InternString这个方法的定义在jvm.h,实现在jvm.cpp中,在JVM中,Java世界和C++世界的连接层就是jvm.h和jvm.cpp这两文件。

JVM_ENTRY
(
jstring
,
JVM_InternString
(
JNIEnv

*
env
,
jstring str
))

JVMWrapper
(
"JVM_InternString"
);

JvmtiVMObjectAllocEventCollector
oam
;

if

(
str
==
NULL
)

return
NULL
;
oop
string

=

JNIHandles
::
resolve_non_null
(
str
);
oop result
=

StringTable
::
intern
(
string
,
CHECK_NULL
);

return

(
jstring
)

JNIHandles
::
make_local
(
env
,
result
);
JVM_END

可以看出,字符串常量池在JVM内部就是一个HashTable,也就是上面代码中的StringTable。

从 StringTable::intern方法跟下去,可以发现:如果找到了这次操作的字符串,就直接返回found_string;如果没有找到,就将当前的字符串加入到HashTable中,然后再返回。

4. 总结

在Java应用恰当得使用String.intern()方法有助于节省内存空间,但是在使用的时候,也需要注意,因为StringTable的大小是固定的,如果常量池中的字符串过多,会影响程序运行效率。

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