第 13 章 StringTable

淡淡的烟草味﹌ 2022-12-07 15:03 18阅读 0赞

# 第 13 章 StringTable #

## 1、String 的基本特性 ##

### 1.1、String 概述 ###

> **String 的概述**

1.  String：字符串，使用一对 “” 引起来表示
    
        String s1 = "mogublog" ;   			// 字面量的定义方式
        String s2 =  new String("moxi");     // new 对象的方式
2.  String声明为final的，不可被继承
3.  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
4.  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\[\]

> **为什么 JDK9 改变了 String 的结构**

**官方文档**

http://openjdk.java.net/jeps/254

--------------------

**为什么改为 byte\[\] 存储？**

1.  String类的当前实现将字符存储在char数组中，每个字符使用两个字节(16位)。
2.  从许多不同的应用程序收集的数据表明，字符串是堆使用的主要组成部分，而且大多数字符串对象只包含拉丁字符。这些字符只需要一个字节的存储空间，因此这些字符串对象的内部char数组中有一半的空间将不会使用。
3.  之前 String 类使用 UTF-16 的 char\[\] 数组存储，现在改为 byte\[\] 数组 外加一个编码标志位存储，该编码标志将指定 String 类中 byte\[\] 数组的编码方式
4.  结论：String再也不用char\[\] 来存储了，改成了byte \[\] 加上编码标记，节约了一些空间
5.  同时基于String的数据结构，例如StringBuffer和StringBuilder也同样做了修改

// 之前
    private final char value[];
    // 之后
    private final byte[] value

### 1.2、String 的基本特征 ###

> **String 的基本特征**

**String：代表不可变的字符序列。简称：不可变性。**

1.  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。
2.  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，不能使用原有的value进行赋值。
3.  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（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。

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**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**

*  代码

@Test
    public void test1() {
        
        String s1 = "abc";//字面量定义的方式，"abc"存储在字符串常量池中
        String s2 = "abc";
        s1 = "hello";
    
        System.out.println(s1 == s2);//判断地址：false
    
        System.out.println(s1);//hello
        System.out.println(s2);//abc
    }

*  字节码指令
    
     *  取字符串 “abc” 时，使用的是同一个符号引用：\#2
     *  取字符串 “hello” 时，使用的是另一个符号引用：\#3

0 ldc #2 <abc>
     2 astore_1
     3 ldc #2 <abc>
     5 astore_2
     6 ldc #3 <hello>
     8 astore_1
     9 getstatic #4 <java/lang/System.out>
    12 aload_1
    13 aload_2
    14 if_acmpne 21 (+7)
    17 iconst_1
    18 goto 22 (+4)
    21 iconst_0
    22 invokevirtual #5 <java/io/PrintStream.println>
    25 getstatic #4 <java/lang/System.out>
    28 aload_1
    29 invokevirtual #6 <java/io/PrintStream.println>
    32 getstatic #4 <java/lang/System.out>
    35 aload_2
    36 invokevirtual #6 <java/io/PrintStream.println>
    39 return

--------------------

**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，不能使用原有的value进行赋值**

*  代码

@Test
    public void test2() {
        
        String s1 = "abc";
        String s2 = "abc";
        s2 += "def";
        System.out.println(s2);//abcdef
        System.out.println(s1);//abc
    }

*  字节码指令：拼接操作通过 StringBuilder 的 append() 方法完成

0 ldc #2 <abc>
     2 astore_1
     3 ldc #2 <abc>
     5 astore_2
     6 new #7 <java/lang/StringBuilder>
     9 dup
    10 invokespecial #8 <java/lang/StringBuilder.<init>>
    13 aload_2
    14 invokevirtual #9 <java/lang/StringBuilder.append>
    17 ldc #10 <def>
    19 invokevirtual #9 <java/lang/StringBuilder.append>
    22 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.toString>
    25 astore_2
    26 getstatic #4 <java/lang/System.out>
    29 aload_2
    30 invokevirtual #6 <java/io/PrintStream.println>
    33 getstatic #4 <java/lang/System.out>
    36 aload_1
    37 invokevirtual #6 <java/io/PrintStream.println>
    40 return

--------------------

**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**

@Test
    public void test3() {
        
        String s1 = "abc";
        String s2 = s1.replace('a', 'm');
        System.out.println(s1);//abc
        System.out.println(s2);//mbc
    }

--------------------

**来看看 replace() 方法的源码**

*  new String(buf, true); 后，返回新的 String 对象

public String replace(char oldChar, char newChar) {
        
        if (oldChar != newChar) {
        
            int len = value.length;
            int i = -1;
            char[] val = value; /* avoid getfield opcode */
    
            while (++i < len) {
        
                if (val[i] == oldChar) {
        
                    break;
                }
            }
            if (i < len) {
        
                char buf[] = new char[len];
                for (int j = 0; j < i; j++) {
        
                    buf[j] = val[j];
                }
                while (i < len) {
        
                    char c = val[i];
                    buf[i] = (c == oldChar) ? newChar : c;
                    i++;
                }
                return new String(buf, true);
            }
        }
        return this;
    }

--------------------

课后练习：String 的不可变性

*  代码

/**
     * @author shkstart  shkstart@126.com
     * @create 2020  23:44
     */
    public class StringExer {
        
        String str = new String("good");
        char[] ch = {
        't', 'e', 's', 't'};
    
        public void change(String str, char ch[]) {
        
            str = "test ok";
            ch[0] = 'b';
        }
    
        public static void main(String[] args) {
        
            StringExer ex = new StringExer();
            ex.change(ex.str, ex.ch);
            System.out.println(ex.str);//good
            System.out.println(ex.ch);//best
        }
    }

*  str 的内容并没有变：“test ok” 位于字符串常量池中的另一个区域（地址），进行赋值操作并没有修改原来 str 指向的引用的内容

good
    best

### 1.3、String 的底层结构 ###

> **String 底层 Hashtable 结构的说明**

**字符串常量池是不会存储相同内容的字符串的**

1.  String的String Pool是一个固定大小的Hashtable，默认值大小长度是1009。如果放进String Pool的String非常多，就会造成Hash冲突严重，从而导致链表会很长，而链表长了后直接会造成的影响就是当调用String.intern()方法时性能会大幅下降。
2.  使用-XX:StringTablesize可设置StringTable的长度
3.  在JDK6中StringTable是固定的，就是1009的长度，所以如果常量池中的字符串过多就会导致效率下降很快，StringTablesize设置没有要求
4.  在JDK7中，StringTable的长度默认值是60013，StringTablesize设置没有要求
5.  在JDK8中，StringTable的长度默认值是60013，StringTable可以设置的最小值为1009

--------------------

**代码示例：设置 StringTable 的长度**

*  代码

/**
     * -XX:StringTableSize=1009
     *
     * @author shkstart  shkstart@126.com
     * @create 2020  23:53
     */
    public class StringTest2 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            // 测试StringTableSize参数
            System.out.println("我来打个酱油");
            try {
        
                Thread.sleep(1000000);
            } catch (InterruptedException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

**通过 -XX:StringTableSize 设置 StringTable 长度**

*  JVM 参数

-XX:StringTableSize=6666

*  jinfo 查看变量值

jps
    jinfo -flag StringTableSize 进程id

![image-20200730132234031][]

--------------------

**测试不同 StringTable 长度下，程序的性能**

*  代码

/**
     * -XX:StringTableSize=1009
     *
     * @author shkstart  shkstart@126.com
     * @create 2020  23:53
     */
    public class StringTest2 {
        
        public static void main(String[] args) {
               
            BufferedReader br = null;
            try {
        
                br = new BufferedReader(new FileReader("words.txt"));
                long start = System.currentTimeMillis();
                String data;
                while ((data = br.readLine()) != null) {
        
                    //如果字符串常量池中没有对应data的字符串的话，则在常量池中生成
                    data.intern();
                }
    
                long end = System.currentTimeMillis();
    
                System.out.println("花费的时间为：" + (end - start));//1009:143ms  100009:47ms
            } catch (IOException e) {
        
                e.printStackTrace();
            } finally {
        
                if (br != null) {
        
                    try {
        
                        br.close();
                    } catch (IOException e) {
        
                        e.printStackTrace();
                    }
    
                }
            }
        }
    }

*  \-XX:StringTableSize=1009 ：程序耗时 143ms
 *  \-XX:StringTableSize=100009 ：程序耗时 47ms

## 2、String 的内存分配 ##

### 2.1、String 内存分配演进过程 ###

> **String 类型**

1.  在Java语言中有8种基本数据类型和一种比较特殊的类型String。这些类型为了使它们在运行过程中速度更快、更节省内存，都提供了一种常量池的概念。
2.  常量池就类似一个Java系统级别提供的缓存。8种基本数据类型的常量池都是系统协调的，String类型的常量池比较特殊。它的主要使用方法有两种。
    
     *  直接使用双引号声明出来的String对象会直接存储在常量池中。比如：`String info="atguigu.com";`
     *  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。

> **String 内存分配的演进过程**

1.  Java 6及以前，字符串常量池存放在永久代
2.  Java 7中 Oracle的工程师对字符串池的逻辑做了很大的改变，即将字符串常量池的位置调整到Java堆内
    
     *  所有的字符串都保存在堆（Heap）中，和其他普通对象一样，这样可以让你在进行调优应用时仅需要调整堆大小就可以了。
     *  字符串常量池概念原本使用得比较多，但是这个改动使得我们有足够的理由让我们重新考虑在Java 7中使用String.intern()。
3.  Java8元空间，字符串常量在堆

![image-20200711093546398][]

![image-20200711093558709][]

### 2.2、为什么要调整 String 位置 ###

> **StringTable 为什么要调整？**

**官方文档**

https://www.oracle.com/java/technologies/javase/jdk7-relnotes.html\#jdk7changes

--------------------

1.  为什么要调整位置？
    
     *  永久代的默认比较小
     *  永久代垃圾回收频率低
     *  堆中空间足够大，字符串可被及时回收
2.  在JDK 7中，interned字符串不再在Java堆的永久代中分配，而是在Java堆的主要部分（称为年轻代和年老代）中分配，与应用程序创建的其他对象一起分配。
3.  此更改将导致驻留在主Java堆中的数据更多，驻留在永久生成中的数据更少，因此可能需要调整堆大小。

**代码示例**

*  代码

/**
     * jdk6中：
     * -XX:PermSize=6m -XX:MaxPermSize=6m -Xms6m -Xmx6m
     *
     * jdk8中：
     * -XX:MetaspaceSize=6m -XX:MaxMetaspaceSize=6m -Xms6m -Xmx6m
     * @author shkstart  shkstart@126.com
     * @create 2020  0:36
     */
    public class StringTest3 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //使用Set保持着常量池引用，避免full gc回收常量池行为
            Set<String> set = new HashSet<String>();
            //在short可以取值的范围内足以让6MB的PermSize或heap产生OOM了。
            short i = 0;
            while(true){
        
                set.add(String.valueOf(i++).intern());
            }
        }
    }

*  异常日志说：我真没骗你，字符串真的在堆中（JDK8）

"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\bin\java" -XX:MetaspaceSize=6m -XX:MaxMetaspaceSize=6m -Xms6m -Xmx6m "-javaagent:C:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2017.3.1\lib\idea_rt.jar=1799:C:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2017.3.1\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\charsets.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\deploy.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\cldrdata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\dnsns.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\jaccess.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\jfxrt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\localedata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\nashorn.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunec.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\zipfs.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\javaws.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jce.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jfr.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jfxswt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jsse.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\management-agent.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\plugin.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\resources.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\rt.jar;C:\Users\Heygo\Desktop\JVMDemo\out\production\chapter13;D:\JavaTools\apache-maven-3.3.9\repository\junit\junit\4.12\junit-4.12.jar;D:\JavaTools\apache-maven-3.3.9\repository\org\hamcrest\hamcrest-core\1.3\hamcrest-core-1.3.jar" com.atguigu.java.StringTest3
    Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    	at java.util.HashMap.resize(HashMap.java:703)
    	at java.util.HashMap.putVal(HashMap.java:662)
    	at java.util.HashMap.put(HashMap.java:611)
    	at java.util.HashSet.add(HashSet.java:219)
    	at com.atguigu.java.StringTest3.main(StringTest3.java:22)
    
    Process finished with exit code 1

## 3、String 的基本操作 ##

> **核心思想**

Java语言规范里要求完全相同的字符串字面量，应该包含同样的Unicode字符序列（包含同一份码点序列的常量），并且必须是指向同一个String类实例。

> **题目一**

*  代码

/**
     * @author shkstart  shkstart@126.com
     * @create 2020  0:49
     */
    public class StringTest4 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            System.out.println();//2330
            System.out.println("1");//2331
            System.out.println("2");
            System.out.println("3");
            System.out.println("4");
            System.out.println("5");
            System.out.println("6");
            System.out.println("7");
            System.out.println("8");
            System.out.println("9");
            System.out.println("10");//2340
    
            //如下的字符串"1" 到 "10"不会再次加载
            System.out.println("1");//2341
            System.out.println("2");//2341
            System.out.println("3");
            System.out.println("4");
            System.out.println("5");
            System.out.println("6");
            System.out.println("7");
            System.out.println("8");
            System.out.println("9");
            System.out.println("10");//2341
        }
    }

*  分析字符串常量池的变化
    
     *  程序启动时已经加载了 2330 个字符串常量
    
    ![image-20200730140509031][]
    
     *  加载 换行符
    
    ![image-20200730140633063][]
    
     *  加载了字符串常量 “1”~“9”
    
    ![image-20200730140720761][]
    
     *  加载字符串常量 “10”
    
    ![image-20200730140849292][]
    
     *  之后的字符串"1" 到 "10"不会再次加载
    
    ![image-20200730140916540][]
    
    ![image-20200730140923967][]

> **题目二**

*  代码

/**
     * @author shkstart  shkstart@126.com
     * @create 2020  0:51
     */
    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
    }

*  分析运行时内存（foo() 方法是实例方法，其实图中少了一个 this 局部变量）

![image-20200730141106676][]

## 4、字符串拼接操作 ##

### 4.1、符串拼接操作的结论 ###

> **字符串拼接操作的结论**

1.  常量与常量的拼接结果在常量池，原理是编译期优化
2.  常量池中不会存在相同内容的变量
3.  拼接前后，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，则主动将常量池中还没有的字符串对象放入池中，并返回此对象地址
    
     *  如果存在，则返回字符串在常量池中的地址
     *  如果字符串常量池中不存在该字符串，则在常量池中创建一份，并返回此对象的地址

--------------------

**常量与常量的拼接结果在常量池，原理是编译期优化**

*  代码

@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
    }

*  从字节码指令看出：编译器做了优化，将 “a” + “b” + “c” 优化成了 “abc”

0 ldc #2 <abc>
     2 astore_1
     3 ldc #2 <abc>
     5 astore_2
     6 getstatic #3 <java/lang/System.out>
     9 aload_1
    10 aload_2
    11 if_acmpne 18 (+7)
    14 iconst_1
    15 goto 19 (+4)
    18 iconst_0
    19 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println>
    22 getstatic #3 <java/lang/System.out>
    25 aload_1
    26 aload_2
    27 invokevirtual #5 <java/lang/String.equals>
    30 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println>
    33 return

*  IDEA 反编译 class 文件后，来看这个问题

![image-20200730144025877][]

--------------------

**拼接前后，只要其中有一个是变量，结果就在堆中**

**调用 intern() 方法，则主动将字符串对象存入字符串常量池中，并将其地址返回**

*  代码

@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，并返回此对象的地址。
        String s8 = s6.intern();
        System.out.println(s3 == s8);//true
    }

*  从字节码角度来看：拼接前后有变量，都会使用到 StringBuilder 类

0 ldc #6 <javaEE>
      2 astore_1
      3 ldc #7 <hadoop>
      5 astore_2
      6 ldc #8 <javaEEhadoop>
      8 astore_3
      9 ldc #8 <javaEEhadoop>
     11 astore 4
     13 new #9 <java/lang/StringBuilder>
     16 dup
     17 invokespecial #10 <java/lang/StringBuilder.<init>>
     20 aload_1
     21 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
     24 ldc #7 <hadoop>
     26 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
     29 invokevirtual #12 <java/lang/StringBuilder.toString>
     32 astore 5
     34 new #9 <java/lang/StringBuilder>
     37 dup
     38 invokespecial #10 <java/lang/StringBuilder.<init>>
     41 ldc #6 <javaEE>
     43 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
     46 aload_2
     47 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
     50 invokevirtual #12 <java/lang/StringBuilder.toString>
     53 astore 6
     55 new #9 <java/lang/StringBuilder>
     58 dup
     59 invokespecial #10 <java/lang/StringBuilder.<init>>
     62 aload_1
     63 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
     66 aload_2
     67 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
     70 invokevirtual #12 <java/lang/StringBuilder.toString>
     73 astore 7
     75 getstatic #3 <java/lang/System.out>
     78 aload_3
     79 aload 4
     81 if_acmpne 88 (+7)
     84 iconst_1
     85 goto 89 (+4)
     88 iconst_0
     89 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println>
     92 getstatic #3 <java/lang/System.out>
     95 aload_3
     96 aload 5
     98 if_acmpne 105 (+7)
    101 iconst_1
    102 goto 106 (+4)
    105 iconst_0
    106 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println>
    109 getstatic #3 <java/lang/System.out>
    112 aload_3
    113 aload 6
    115 if_acmpne 122 (+7)
    118 iconst_1
    119 goto 123 (+4)
    122 iconst_0
    123 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println>
    126 getstatic #3 <java/lang/System.out>
    129 aload_3
    130 aload 7
    132 if_acmpne 139 (+7)
    135 iconst_1
    136 goto 140 (+4)
    139 iconst_0
    140 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println>
    143 getstatic #3 <java/lang/System.out>
    146 aload 5
    148 aload 6
    150 if_acmpne 157 (+7)
    153 iconst_1
    154 goto 158 (+4)
    157 iconst_0
    158 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println>
    161 getstatic #3 <java/lang/System.out>
    164 aload 5
    166 aload 7
    168 if_acmpne 175 (+7)
    171 iconst_1
    172 goto 176 (+4)
    175 iconst_0
    176 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println>
    179 getstatic #3 <java/lang/System.out>
    182 aload 6
    184 aload 7
    186 if_acmpne 193 (+7)
    189 iconst_1
    190 goto 194 (+4)
    193 iconst_0
    194 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println>
    197 aload 6
    199 invokevirtual #13 <java/lang/String.intern>
    202 astore 8
    204 getstatic #3 <java/lang/System.out>
    207 aload_3
    208 aload 8
    210 if_acmpne 217 (+7)
    213 iconst_1
    214 goto 218 (+4)
    217 iconst_0
    218 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println>
    221 return

### 4.2、字符串拼接的底层细节 ###

> **字符串拼接的底层细节**

**代码示例 1**

*  代码

@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;//"ab"
        System.out.println(s3 == s4);//false
    }

*  字节码指令

0 ldc #14 <a>
     2 astore_1
     3 ldc #15 <b>
     5 astore_2
     6 ldc #16 <ab>
     8 astore_3
     9 new #9 <java/lang/StringBuilder>
    12 dup
    13 invokespecial #10 <java/lang/StringBuilder.<init>>
    16 aload_1
    17 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
    20 aload_2
    21 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
    24 invokevirtual #12 <java/lang/StringBuilder.toString>
    27 astore 4
    29 getstatic #3 <java/lang/System.out>
    32 aload_3
    33 aload 4
    35 if_acmpne 42 (+7)
    38 iconst_1
    39 goto 43 (+4)
    42 iconst_0
    43 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println>
    46 return

*  分析拼接的步骤
    
     *  new StringBuilder()
    
        9 new #9 <java/lang/StringBuilder>
        12 dup
        13 invokespecial #10 <java/lang/StringBuilder.<init>>
    
     *  加载字符串变量，进行 append 操作
    
        16 aload_1
        17 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
        20 aload_2
        21 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
        24 invokevirtual #12 <java/lang/StringBuilder.toString>
    
     *  调用 StringBuilder 类的 toString() 方法，转换为字符串，并存储在局部变量中
    
        24 invokevirtual #12 <java/lang/StringBuilder.toString>
        27 astore 4

--------------------

**代码示例 2**

*  代码

/*
    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(){
        
        final String s1 = "a";
        final String s2 = "b";
        String s3 = "ab";
        String s4 = s1 + s2;
        System.out.println(s3 == s4);//true
    }

*  从字节码角度来看：为变量 s3 赋值时，直接使用 \#16 符号引用，即字符串常量 “ab”

0 ldc #14 <a>
     2 astore_1
     3 ldc #15 <b>
     5 astore_2
     6 ldc #16 <ab>
     8 astore_3
     9 ldc #16 <ab>
    11 astore 4
    13 getstatic #3 <java/lang/System.out>
    16 aload_3
    17 aload 4
    19 if_acmpne 26 (+7)
    22 iconst_1
    23 goto 27 (+4)
    26 iconst_0
    27 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println>
    30 return

*  IDEA 反编译结果

![image-20200730145819502][]

--------------------

**课后练习**

*  代码

//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
    
    }

*  字节码指令：`ldc #8 <javaEEhadoop>`（带 final 的变量在编译时就已经确定了该变量的值，当做常量来处理）

0 ldc #8 <javaEEhadoop>
     2 astore_1
     3 ldc #6 <javaEE>
     5 astore_2
     6 new #9 <java/lang/StringBuilder>
     9 dup
    10 invokespecial #10 <java/lang/StringBuilder.<init>>
    13 aload_2
    14 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
    17 ldc #7 <hadoop>
    19 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
    22 invokevirtual #12 <java/lang/StringBuilder.toString>
    25 astore_3
    26 getstatic #3 <java/lang/System.out>
    29 aload_1
    30 aload_3
    31 if_acmpne 38 (+7)
    34 iconst_1
    35 goto 39 (+4)
    38 iconst_0
    39 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println>
    42 ldc #6 <javaEE>
    44 astore 4
    46 ldc #8 <javaEEhadoop>
    48 astore 5
    50 getstatic #3 <java/lang/System.out>
    53 aload_1
    54 aload 5
    56 if_acmpne 63 (+7)
    59 iconst_1
    60 goto 64 (+4)
    63 iconst_0
    64 invokevirtual #4 <java/io/PrintStream.println>
    67 return

> **拼接操作与 append 操作的效率对比**

*  代码

/*
    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！
    
    分析原因：
        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
        }
    }
    
    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");
        }
    }

1.  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！
2.  分析原因：
    
    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
    
    1.  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。
3.  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]`

--------------------

**通过字节码分析**

*  method1() 方法的字节码指令：
    
     *  每次 for 循环都会创建一个 StringBuilder 对象
     *  调用 StringBuilder 的 toString() 方法又会创建新的 String 对象

0 ldc #23
     2 astore_2
     3 iconst_0
     4 istore_3
     5 iload_3
     6 iload_1
     7 if_icmpge 36 (+29)
    10 new #9 <java/lang/StringBuilder>
    13 dup
    14 invokespecial #10 <java/lang/StringBuilder.<init>>
    17 aload_2
    18 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
    21 ldc #14 <a>
    23 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
    26 invokevirtual #12 <java/lang/StringBuilder.toString>
    29 astore_2
    30 iinc 3 by 1
    33 goto 5 (-28)
    36 return

*  method2() 方法的字节码指令：

0 new #9 <java/lang/StringBuilder>
     3 dup
     4 invokespecial #10 <java/lang/StringBuilder.<init>>
     7 astore_2
     8 iconst_0
     9 istore_3
    10 iload_3
    11 iload_1
    12 if_icmpge 28 (+16)
    15 aload_2
    16 ldc #14 <a>
    18 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.append>
    21 pop
    22 iinc 3 by 1
    25 goto 10 (-15)
    28 return

--------------------

**关于 StringBuilder 构造器**

*  StringBuilder 构造器：可传入一个 int 类型的变量，用于初始化内部的 char\[\] 数组

public StringBuilder(int capacity) {
        
    	super(capacity);
    }

*  AbstractStringBuilder（StringBuilder 的父类）的构造器

AbstractStringBuilder(int capacity) {
        
        value = new char[capacity];
    }

## 5、intern() 的使用 ##

### 5.1、intern() 方法的说明 ###

> **intern() 方法的说明**

**先来点逼格，看看官方文档**

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.

public native String intern();

--------------------

**关于 intern() 方法的说明**

1.  intern是一个native方法，调用的是底层C的方法
2.  字符串池最初是空的，由String类私有地维护。在调用intern方法时，如果池中已经包含了由equals(object)方法确定的与该字符串对象相等的字符串，则返回池中的字符串。否则，该字符串对象将被添加到池中，并返回对该字符串对象的引用。
3.  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。比如：
    
        String myInfo = new string("I love atguigu").intern();
4.  也就是说，如果在任意字符串上调用String.intern方法，那么其返回结果所指向的那个类实例，必须和直接以常量形式出现的字符串实例完全相同。因此，下列表达式的值必定是true
    
        ("a"+"b"+"c").intern()=="abc"
5.  通俗点讲，Interned String就是确保字符串在内存里只有一份拷贝，这样可以节约内存空间，加快字符串操作任务的执行速度。注意，这个值会被存放在字符串内部池（String Intern Pool）

### 5.2、new String() 的说明 ###

> **new String(“ab”)会创建几个对象？**

*  代码

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

*  字节码指令

0 new #2 <java/lang/String>
     3 dup
     4 ldc #3 <ab>
     6 invokespecial #4 <java/lang/String.<init>>
     9 astore_1
    10 return

*  `0 new #2 <java/lang/String>`：在堆中创建了一个 String 对象
 *  `4 ldc #3 <ab>` ：在字符串常量池中放入 “ab”（如果之前字符串常量池中没有 “ab” 的话）

![image-20200730213430075][]

> **new String(“a”) + new String(“b”) 会创建几个对象？**

*  代码

/**
     * 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("a") + new String("b");
        }
    }

*  字节码指令

0 new #2 <java/lang/StringBuilder>
     3 dup
     4 invokespecial #3 <java/lang/StringBuilder.<init>>
     7 new #4 <java/lang/String>
    10 dup
    11 ldc #5 <a>
    13 invokespecial #6 <java/lang/String.<init>>
    16 invokevirtual #7 <java/lang/StringBuilder.append>
    19 new #4 <java/lang/String>
    22 dup
    23 ldc #8 <b>
    25 invokespecial #6 <java/lang/String.<init>>
    28 invokevirtual #7 <java/lang/StringBuilder.append>
    31 invokevirtual #9 <java/lang/StringBuilder.toString>
    34 astore_1
    35 return

*  字节码指令分析：
    
    1.  `0 new #2 <java/lang/StringBuilder>` ：拼接字符串会创建一个 StringBuilder 对象
    2.  `7 new #4 <java/lang/String>` ：创建 String 对象，对应于 new String(“a”)
    3.  `11 ldc #5 <a>` ：在字符串常量池中放入 “a”（如果之前字符串常量池中没有 “a” 的话）
    4.  `19 new #4 <java/lang/String>` ：创建 String 对象，对应于 new String(“b”)
    5.  `23 ldc #8 <b>` ：在字符串常量池中放入 “b”（如果之前字符串常量池中没有 “b” 的话）
    6.  `31 invokevirtual #9 <java/lang/StringBuilder.toString>` ：调用 StringBuilder 的 toString() 方法，会生成一个 String 对象

![image-20200730221929113][]

--------------------

**深入剖析 StringBuilder 的toString() 方法**

*  toString() 方法

@Override
    public String toString() {
        
        // Create a copy, don't share the array
        return new String(value, 0, count);
    }

*  value 是个 char\[\] 数组

char[] value;

### 5.3、有点难的面试题 ###

> **有点难的面试题**

*  代码

/**
     * 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");
            s.intern();//这方法其实没啥屌用，调用此方法之前，字符串常量池中已经存在"1"
            String s2 = "1";
    
            /*
                jdk6：false   jdk7/8：false
                因为 s 指向堆空间中的 "1" ，s2 指向字符创常量池中的 "1"
             */
            System.out.println(s == s2);
    
            // 执行完下一行代码以后，字符串常量池中，是否存在"11"呢？答案：不存在！！
            String s3 = new String("1") + new String("1");//s3变量记录的地址为：new String("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",而是在常量池中记录了指向堆空间中new String("11")的地址（节省空间）
             */
            s3.intern(); // 在字符串常量池中生成"11"。
            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
    
            // jdk6：false  jdk7/8：true
            System.out.println(s3 == s4);
        }
    }

**内存分析**

*  JDK6 ：正常眼光判断即可
    
     *  new String() 即在堆中
     *  str.intern() 则把字符串放入常量池中

![image-20200730214321992][]

*  JDK7/8 ：这就有点不一样了
    
     *  new String() 即在堆中
     *  str.intern() 则把字符串放入常量池中，出于节省空间的目的，如果 str 不存在于字符串常量池中，则将 str 在堆中的引用存储在字符串常量池中，没错，字符串常量池中存的是 str 在堆中的引用，所以 s3 == s4 为 true

![image-20200730214346907][]

> **面试题的拓展**

/**
     * StringIntern.java中练习的拓展：
     *
     * @author shkstart  shkstart@126.com
     * @create 2020  22:10
     */
    public class StringIntern1 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //执行完下一行代码以后，字符串常量池中，是否存在"11"呢？答案：不存在！！
            String s3 = new String("1") + new String("1");//new String("11")
            //在字符串常量池中生成对象"11"
            String s4 = "11";
            String s5 = s3.intern();
    
            // s3 是堆中的 "ab" ，s4 是字符串常量池中的 "ab"
            System.out.println(s3 == s4);//false
    
            // s5 是从字符串常量池中取回来的引用，当然和 s4 相等
            System.out.println(s5 == s4);//true
        }
    }

### 5.4、intern() 方法的总结 ###

> **关于 intern() 的总结**

1.  JDK1.6中，将这个字符串对象尝试放入串池。
    
    1.  如果串池中有，则并不会放入。返回已有的串池中的对象的地址
    2.  如果没有，会**把此对象复制一份**，放入串池，并返回串池中的对象地址
2.  JDK1.7起，将这个字符串对象尝试放入串池。
    
     *  如果串池中有，则并不会放入。返回已有的串池中的对象的地址
     *  如果没有，则会**把对象的引用地址复制一份**，放入串池，并返回串池中的引用地址

### 5.5、intern() 方法的练习 ###

> **intern() 方法的课后练习**

**练习 1**

*  代码

/**
     * @author shkstart  shkstart@126.com
     * @create 2020  20:17
     */
    public class StringExer1 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //在下一行代码执行完以后，字符串常量池中并没有"ab"
            String s = new String("a") + new String("b");//new String("ab")
            /*
                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
             */
            String s2 = s.intern();
            System.out.println(s2 == "ab");//jdk6:true  jdk8:true
            System.out.println(s == "ab");//jdk6:false  jdk8:true
        }
    }

*  JDK 6 中：在串池中创建一个字符串"ab"

![image-20200730215914474][]

*  JDK 7/8 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

![image-20200730215945396][]

--------------------

**练习 2**

*  代码

/**
     * @author shkstart  shkstart@126.com
     * @create 2020  20:17
     */
    public class StringExer1 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            // 在这儿加一句
            String x = "ab";
            
            //在下一行代码执行完以后，字符串常量池中并没有"ab"
            String s = new String("a") + new String("b");//new String("ab")
            /*
                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
             */
            String s2 = s.intern();
            System.out.println(s2 == "ab");//jdk6:true  jdk8:true
            System.out.println(s == "ab");//jdk6:false  jdk8:false
        }
    }

*  内存分析

![image-20200730221434699][]

--------------------

**练习 3**

*  代码 1

/**
     *
     * @author shkstart  shkstart@126.com
     * @create 2020  20:26
     */
    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"
            s1.intern();
            String s2 = "ab";
            System.out.println(s1 == s2); // false
        }
    }

*  代码 2

/**
     *
     * @author shkstart  shkstart@126.com
     * @create 2020  20:26
     */
    public class StringExer2 {
        
        // 对象内存地址可以使用System.identityHashCode(object)方法获取
        public static void main(String[] args) {
        
            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"
            System.out.println(System.identityHashCode(s1));
            s1.intern();
            System.out.println(System.identityHashCode(s1));
            String s2 = "ab";
            System.out.println(System.identityHashCode(s2));
            System.out.println(s1 == s2); // true
        }
    }
    
    /* 程序运行结果
        21685669
        21685669
        21685669
        true
    */

### 5.6、intern() 方法效率测试 ###

> **intern() 的效率测试**

*  代码

/**
     * 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。
     *
     * @author shkstart  shkstart@126.com
     * @create 2020  21:17
     */
    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();
        }
    }

*  直接 new String ：由于每个 String 对象都是 new 出来的，所以程序需要维护大量存放在堆空间中的 String 实例，程序内存占用也会变高

![image-20200730223548597][]

*  使用 intern() 方法：由于数组中字符串的引用都指向字符串常量池中的字符串，所以程序需要维护的 String 对象更少，内存占用也更低

![image-20200730223500027][]

**结论**：

1.  对于程序中大量使用存在的字符串时，尤其存在很多已经重复的字符串时，使用intern()方法能够节省内存空间。
2.  大的网站平台，需要内存中存储大量的字符串。比如社交网站，很多人都存储：北京市、海淀区等信息。这时候如果字符串都调用intern() 方法，就会很明显降低内存的大小。

## 6、StringTable 的垃圾回收 ##

*  代码

/**
     * String的垃圾回收:
     * -Xms15m -Xmx15m -XX:+PrintStringTableStatistics -XX:+PrintGCDetails
     *
     * @author shkstart  shkstart@126.com
     * @create 2020  21:27
     */
    public class StringGCTest {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            for (int j = 0; j < 100000; j++) {
        
                String.valueOf(j).intern();
            }
        }
    }

*  JVM 参数

-Xms15m -Xmx15m -XX:+PrintStringTableStatistics -XX:+PrintGCDetails

*  程序日志：
    
     *  在 PSYoungGen 区发生了垃圾回收
     *  Number of entries 和 Number of literals 明显没有 100000
     *  以上两点均说明 StringTable 区发生了垃圾回收

"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\bin\java" -Xms15m -Xmx15m -XX:+PrintStringTableStatistics -XX:+PrintGCDetails "-javaagent:C:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2017.3.1\lib\idea_rt.jar=11487:C:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2017.3.1\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\charsets.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\deploy.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\cldrdata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\dnsns.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\jaccess.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\jfxrt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\localedata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\nashorn.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunec.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\zipfs.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\javaws.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jce.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jfr.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jfxswt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jsse.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\management-agent.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\plugin.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\resources.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\rt.jar;C:\Users\Heygo\Desktop\JVMDemo\out\production\chapter13;D:\JavaTools\apache-maven-3.3.9\repository\junit\junit\4.12\junit-4.12.jar;D:\JavaTools\apache-maven-3.3.9\repository\org\hamcrest\hamcrest-core\1.3\hamcrest-core-1.3.jar" com.atguigu.java3.StringGCTest
    [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 4096K->488K(4608K)] 4096K->716K(15872K), 0.0024275 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
    Heap
     PSYoungGen      total 4608K, used 3883K [0x00000000ffb00000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
      eden space 4096K, 82% used [0x00000000ffb00000,0x00000000ffe50fb0,0x00000000fff00000)
      from space 512K, 95% used [0x00000000fff00000,0x00000000fff7a020,0x00000000fff80000)
      to   space 512K, 0% used [0x00000000fff80000,0x00000000fff80000,0x0000000100000000)
     ParOldGen       total 11264K, used 228K [0x00000000ff000000, 0x00000000ffb00000, 0x00000000ffb00000)
      object space 11264K, 2% used [0x00000000ff000000,0x00000000ff039010,0x00000000ffb00000)
     Metaspace       used 3472K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K
      class space    used 381K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K
    SymbolTable statistics:
    Number of buckets       :     20011 =    160088 bytes, avg   8.000
    Number of entries       :     14158 =    339792 bytes, avg  24.000
    Number of literals      :     14158 =    603200 bytes, avg  42.605
    Total footprint         :           =   1103080 bytes
    Average bucket size     :     0.708
    Variance of bucket size :     0.711
    Std. dev. of bucket size:     0.843
    Maximum bucket size     :         6
    StringTable statistics:
    Number of buckets       :     60013 =    480104 bytes, avg   8.000
    Number of entries       :     62943 =   1510632 bytes, avg  24.000
    Number of literals      :     62943 =   3584040 bytes, avg  56.941
    Total footprint         :           =   5574776 bytes
    Average bucket size     :     1.049
    Variance of bucket size :     0.824
    Std. dev. of bucket size:     0.908
    Maximum bucket size     :         5
    
    Process finished with exit code 0

--------------------

**String.valueOf() 方法源码**

*  String 类的 valueOf() 方法

public static String valueOf(int i) {
        
        return Integer.toString(i);
    }

*  Integer.toString() 方法中执行了 new String() ，即在堆中创建了一个 String 对象

public static String toString(int i) {
        
        if (i == Integer.MIN_VALUE)
            return "-2147483648";
        int size = (i < 0) ? stringSize(-i) + 1 : stringSize(i);
        char[] buf = new char[size];
        getChars(i, size, buf);
        return new String(buf, true);
    }

## 7、G1 中的 String 去重操作 ##

> **官方文档**

http://openjdk.java.net/jeps/192

> **String 去重操作的背景**

1.  背景：对许多Java应用（有大的也有小的）做的测试得出以下结果：
    
     *  堆存活数据集合里面String对象占了25%
     *  堆存活数据集合里面重复的String对象有13.5%
     *  String对象的平均长度是45
2.  许多大规模的Java应用的瓶颈在于内存，测试表明，在这些类型的应用里面，Java堆中存活的数据集合差不多25%是String对象。更进一步，这里面差不多一半String对象是重复的，重复的意思是说：
3.  str1.equals(str2)= true。堆上存在重复的String对象必然是一种内存的浪费。这个项目将在G1垃圾收集器中实现自动持续对重复的String对象进行去重，这样就能避免浪费内存。

> **String 去重的的具体实现**

1.  当垃圾收集器工作的时候，会访问堆上存活的对象。对每一个访问的对象都会检查是否是候选的要去重的String对象。
2.  如果是，把这个对象的一个引用插入到队列中等待后续的处理。一个去重的线程在后台运行，处理这个队列。处理队列的一个元素意味着从队列删除这个元素，然后尝试去重它引用的String对象。
3.  使用一个Hashtable来记录所有的被String对象使用的不重复的char数组。当去重的时候，会查这个Hashtable，来看堆上是否已经存在一个一模一样的char数组。
4.  如果存在，String对象会被调整引用那个数组，释放对原来的数组的引用，最终会被垃圾收集器回收掉。
5.  如果查找失败，char数组会被插入到Hashtable，这样以后的时候就可以共享这个数组了。

> **命令行选项**

1.  UseStringDeduplication(bool) ：开启String去重，默认是不开启的，需要手动开启。
2.  PrintStringDeduplicationStatistics(bool) ：打印详细的去重统计信息
3.  stringDeduplicationAgeThreshold(uintx) ：达到这个年龄的String对象被认为是去重的候选对象

[image-20200730132234031]: /images/20221123/e3fef58e5fbe4b8595dccad86f9383e2.png
[image-20200711093546398]: /images/20221123/4236a34350f0465d8e424c0d60e6100f.png
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