JVM字符串常量池StringTable的具体使用

一、StringTable为什么要调整

jdk7之前，hotspot对于方法区的实现是永久代，常量池包括字符串常量池放于永久代中；

jdk7时，hotspot将字符串常量池（还有静态变量）放在了堆中。有一点“去永久代”的苗头

jdk8之后，hotspot取出永久代，取而代之的是使用本地内存的元空间。字符串常量池还是在堆中。

为什么要将字符串常量池StringTable放在堆中？

jdk7中将StringTable放到了堆空间中，因为永久代的回收效率很低。在fullGC的时候才触发，而fullGC是老年代空间不足，永久代不足时才触发，触发次数较少，甚至在开发中我们要避免出现fullGC。这就导致了StringTable回收效率不高，而我们开发中会创建大量的字符串，回收效率低，导致永久代内存不足。放到堆里，能及时回收内存。

二、String的基本特性

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[] + 字符类型标记，为什么做出这个改变呢？

char数组一个char占16bits（两个字节），String是堆空间的主要部分，大部分是latin-1字符，一个字节就够了，这样会有一半空间浪费。所以采用byte数组+字符串类型，如果是中文等UTF-16 的用两个字节存储。

StringBuffer，StringBuilder同样做了修改

String为什么不可变？

因为底层数组被final修饰。而且其类自身也被final修饰，这就导致了不能通过继承去修改其内部结构。保证了其不可变性。

• 当字符串重新赋值，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，不能对使用原有的value进行赋值
• 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。

字符串常量池中不会存储相同的字符串的

String的String pool是一个固定大小的HashTable，默认大小长度是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，直接影响就是调用String.intern时性能会大幅下降

• -XX:StringTableSize可设置StringTable的大小
• JDK6固定1009，jdk7中StringTable默认的长度是60013,JDK8时默认是60013，1009是可设置的最小值

三、String的内存分配

Java语言中有8种基本数据类型和一种比较特殊的类型String,这些类型为了使他们再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

String的常量池比较特殊，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
• 如果不是双引号声明的String对象，可以使用String提供的intern()方法

jdk6及之前，字符串常量池存在永久代

jdk7中，字符串常量池调整到Java堆中，调优时仅需调整堆大小就可以

四、字符串拼接操作

常量与常量的拼接结果在常量池，原理是编译期优化

只要其中有一个变量，拼接结果就在堆中（常量池以外的堆），变量的拼接原理是StringBuilder 

String res  = s1 + s2; 
// 实际上是StringBuilder s = new StringBuilder().append(s1).append(s2); 
// 然后调用s.toString();

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

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

针对final修饰类，方法，基本数据类型，引用数据类型变量的结构时，能使用final尽量使用上

五、intern()方法

jdk1.6中，将这个字符串对象放入串池

• 如果串池中有，则并不会放入，返回已有串池中的对象的地址，
• 如果没有，会把对象复制一份，放入串池，并返回串池中的对象地址

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

例子：

前置知识

newString("ab")会创建几个对象？

2个对象，查看字节码验证。一个是常量池ab，一个是new出来在堆空间。（前提是常量池没有ab）

new String("a")+new String("b")?

• 对象1，有拼接操作就newStringBuilder
• 对象2，new一个String
• 对象3，常量池a
• 对象4，new String
• 对象5，常量池b
• 对象6，StringBuilder，toString方法会new String返回
  • 注意：toString方法这里new String并不会向字符串常量池中放入"ab"，不像我们平时上面一样会放入一个“ab”在常量池中。

结果

jdk6        false false

jdk7/8        false true

分析：

jdk6的intern会复制一份"1"放入字符串常量池。但是new的时候其实已经放入常量池了，所以这里intern没啥用，此时s2拿到的就是常量池的那一份。而s是指向堆中new出来的String对象，所以为false

s3这里intern的时候常量池没有“11”，所以会复制一份放入常量池，此时s4拿到的就是常量池的那一份。而s3指向堆中new出来的String对象，所以为false

jdk7/8的intern是复制引用地址放入字符串常量池，但是new的时候其实已经放入常量池了，所以这里intern没啥用，此时s2拿到的就是常量池的那一份。所以为false

s3这里intern的时候常量池没有“11”，所以会复制引用放入常量池，此时s4拿到的就是常量池的那一份引用。而s3也指向堆中new出来的String对象，所以为true

六、Stringtable的垃圾回收

-XX:+PrintStringTableStatistics

七、G1中String去重操作

背景：对许多Java应用，做的测试结果如下

• 堆存货数据集合里面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

许多大规模的Java应用的瓶颈在于内存。Java堆中存活的数据集合差不多25%是String对象，这里差不多一半的String对象是重复的， 重复是指equals方法=true,堆上重复的String对象必然是一种内存的浪费。G1垃圾收集器中实现自动持续对重复的String对象进行去重，这样避免浪费。

到此这篇关于JVM字符串常量池StringTable的具体使用的文章就介绍到这了,更多相关JVM字符串常量池StringTable内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！