前言

有时候有人会来问笔者，String是值类型还是引用类型？首先明确一下，String是引用类型。
JAVA语言除了8大基本类型（byte，short，char，int，long，float，double，boolean）， 其他的都是引用类型， 所以String也是引用类型。
下面通过一些例子来说明java中直接定义一个字符串、new String(), String.intern(),字符串常量池这些概念的区别和应用。

直接定义一个字符串

String s1 = "hello";
String s2 = s1;
String s3 = "hello";
 
System.out.println(s1 == s2); //true
System.out.println(s1 == s3); //true

s1直接赋值给s2,所以s1==s2为true很好理解，这里不再多说。 那么既然 String是引用类型， 为什么s1 == s3也为true呢？ 这里要介绍下字符串常量池。

字符串常量池

  1. 字符串的分配，和其他的对象分配一样，耗费高昂的时间与空间代价，作为最基础的数据类型，大量频繁的创建字符串，极大程度地影响程序的性能
  2. JVM为了提高性能和减少内存开销，在实例化字符串常量的时候进行了一些优化
  • 为字符串开辟一个字符串常量池，类似于缓存区
  • 创建字符串常量时，首先坚持字符串常量池是否存在该字符串
  • 存在该字符串，返回引用实例，不存在，实例化该字符串并放入池中

实现的基础:

实现该优化的基础是因为字符串是不可变的，可以不用担心数据冲突进行共享

运行时实例创建的全局字符串常量池中有一个表，总是为池中每个唯一的字符串对象维护一个引用,这就意味着它们一直引用着字符串常量池中的对象，所以，在常量池中的这些字符串不会被垃圾收集器回收

再来分析一下下面的代码：

String s1 = "hello";
String s3 = "hello";
 

System.out.println(s1 == s3); //true
  • 首先，常量池中查找“hello”的指针
  • 如果在常量池中未能找到“hello”的指针，则在堆中分配“hello”的内存空间，把地址保存到常量池中，并把这个地址赋值给String型指针s1
  • 定义s3的时候，因为在常量池中找到“hello”的指针，说明堆中已经存在“hello”的实体，因为常量表示一个不可变的对象，所以，没有必要再创建新的实例，直接把常量池中的指针内容赋值给String型指针s3

new String()

String s1 = "hello";
String s2 = new String("hello");

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

new String()会在堆中创建一个新的String实体，并深度拷贝“hello”的内容，并返回新的String实体的地址，赋值给指针s2. 因为不是同一个实例，所以s1 == s2会返回false.

思考题：
1、String str = new String(“abc”) 最多创建多少个对象？

  • 在常量池中查找是否有“abc", 有则返回对应的引用实例，没有则在常量池中创建；在堆中 new 一个 String(“abc”) 对象；将对象地址赋值给str4,创建一个引用。 所以最多创建了2个对象，1个引用；

2、String str1 = new String(“A”+“B”) ; 会创建多少个对象?
String str2 = new String(“ABC”) + “ABC” ; 会创建多少个对象?
str1：
字符串常量池：“A”,“B”,“AB” : 3个
堆：new String(“AB”) ：1个
引用： str1 ：1个
总共 ： 5个

str2 ：
字符串常量池：“ABC” : 1个
堆：new String(“ABC”) ：1个
引用： str2 ：1个
总共 ： 3个

String.intern()

java.lang.String.intern()返回一个保留池字符串，就是一个在全局字符串池中有了一个入口。如果以前没有在全局字符串池中，那么它就会被添加到里面

// Create three strings in three different ways.
String s1 = "Hello";
String s2 = new StringBuffer("He").append("llo").toString();
String s3 = s2.intern();

// Determine which strings are equivalent using the ==
System.out.println("s1 == s2? " + (s1 == s2)); // false
System.out.println("s1 == s3? " + (s1 == s3)); // true

补充：字面量和常量池初探

字符串对象内部是用字符数组存储的，那么看下面的例子:

String m = "hello,world";
String n = "hello,world";
String u = new String(m);
String v = new String("hello,world");

会分配一个11长度的char数组，并在常量池分配一个由这个char数组组成的字符串，然后由m去引用这个字符串

用n去引用常量池里边的字符串，所以和n引用的是同一个对象

生成一个新的字符串，但内部的字符数组引用着m内部的字符数组

同样会生成一个新的字符串，但内部的字符数组引用常量池里边的字符串内部的字符数组，意思是和u是同样的字符数组

使用图来表示的话，情况就大概是这样的(使用虚线只是表示两者其实没什么特别的关系):

一文搞懂String这个特殊的引用类型_常量池

测试demo：

String m = "hello,world";
String n = "hello,world";
String u = new String(m);
String v = new String("hello,world");

System.out.println(m == n); //true 
System.out.println(m == u); //false
System.out.println(m == v); //false
System.out.println(u == v); //false

结论：

  • m和n是同一个对象
  • m,u,v都是不同的对象
  • m,u,v,n但都使用了同样的字符数组，并且用 equal判断的话也会返回true