JDK8中String的intern()方法详细解读【内存图解+多种例子+1.1w字长文】 - 小王写博客

String字符串在我们日常开发中最常用的，当然还有他的两个兄弟StringBuilder和StringBuilder。他三个的区别也是面试中经常问到的，大家如果不知道，就要先去看看了哈！最近也是看周志明老师的深入JVM一书中写到关于intern()方法的介绍，小编也是以前没在开发中用到。但是面试题还是很多的，所以特意研究了一天，写下来记录一下自己的收获，希望也可以帮助到大家！！

二、图文理解String创建对象

1.例子一

String str1 = "wang";

JVM在编译阶段会判断字符串常量池中是否有 "wang" 这个常量对象如果有，str1直接指向这个常量的引用，如果没有会在常量池里创建这个常量对象。

2.例子二

String str2 = "学" + "Java";

JVM编译阶段过编译器优化后会把字符串常量直接合并成"学Java"，所有创建对象时只会在常量池中创建1个对象。

3.例子三

String str3 = new String("学Java");

当代码执行到括号中的"学Java"的时候会检测常量池中是否存在"学Java"这个对象，如果不存在则在字符串常量池中创建一个对象。当整行代码执行完毕时会因为new关键字在堆中创建一个"学Java"对象，并把栈中的变量"str3"指向堆中的对象，如下图所示。这也是为什么说通过new关键字在大部分情况下会创建出两个字符串对象！

4.例子四

String str4 = "学Java";
String str5 = "学Java";
System.out.println(str4 == str5); // 如下图得知为：true

第一行代码：
JVM在编译阶段会判断字符串常量池中是否有 "学Java" 这个常量对象如果有，str4直接指向这个常量的引用，如果没有会在常量池里创建这个常量对象。
第二行代码：
再创建"学Java"，发现字符串常量池中存在了"学Java"，所以直接将栈中的str5变量也指向字符串常量池中已存在的"学Java"对象，从而避免重复创建对象，这也是字符串常量池存在的原因。

5.例子五

String str6 = new String("学") + new String("Java");

首先，会先判断字符串常量池中是否存在"学"字符串对象，如果不存在则在字符串常量池中创建一个对象。当执行到new关键字在堆中创建一个"学"字符串对象。后面的new String("Java")，也是这样。
然后，当右边完成时，会在堆中创建一个"学Java"字符串对象。并把栈中的变量"str6"指向堆中的对象。
总结：一句代码创建了5个对象，但是有两个在堆中是没有引用的，按照垃圾回收的可达性分析，他们是垃圾就是"学"、"Java"这俩垃圾。

心得：
上面代码进行反编译：

String str6 = (new StringBuilder()).append(new String("\u5B66"))
					.append(new String("Java")).toString();

底层是一个StringBuilder在进行把两个对象拼接在一起，最后栈中str6指向堆中的"学Java"，其实是StringBuilder对象。

6.例子六

String str7 = new String("学Java");
String str8 = new String("学Java");
System.out.println(str7 == str8); // 如下图得知为：false

执行到第一行：
执行到括号内的"学Java"，会先判断字符串常量池中是否存在"学Java"字符串对象，如果没有则在字符串常量池中创建一个"学Java"字符串对象，执行到new关键字时，在堆中创建一个"学Java"字符串对象，栈中的变量str7的引用指向堆中的"学Java"字符串对象。
执行到第二行：
当执行到第二行括号中的"学Java"时，先判断常量池中是否有"学Java"字符串对象，因为第一行代码已经将其创建，所以有的话就不创建了；执行到new关键字时，在堆中创建一个"学Java"字符串对象，栈中的变量str8的引用指向堆中的"学Java"字符串对象。

三、深入理解intern()方法

1. 源码查看

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    // ....
    /**
     * Returns a canonical representation for the string object.
     * <p>
     * A pool of strings, initially empty, is maintained privately by the
     * class {@code String}.
     * <p>
     * When the intern method is invoked, if the pool already contains a
     * string equal to this {@code String} object as determined by
     * the {@link #equals(Object)} method, then the string from the pool is
     * returned. Otherwise, this {@code String} object is added to the
     * pool and a reference to this {@code String} object is returned.
     * <p>
     * It follows that for any two strings {@code s} and {@code t},
     * {@code s.intern() == t.intern()} is {@code true}
     * if and only if {@code s.equals(t)} is {@code true}.
     * <p>
     * All literal strings and string-valued constant expressions are
     * interned. String literals are defined in section 3.10.5 of the
     * <cite>The Java™ Language Specification</cite>.
     *
     * @return  a string that has the same contents as this string, but is
     *          guaranteed to be from a pool of unique strings.
     */
    public native String intern();
}

翻译过来就是，当intern()方法被调用的时候，如果字符串常量池中已经存在这个字符串对象了，就返回常量池中该字符串对象的地址；如果字符串常量池中不存在，就在常量池中创建一个指向该对象堆中实例的引用，并返回这个引用地址。

2. 例子一

我们直接先把周志明老师的在深入JVM一书的例子：

String str1 = new StringBuilder("计算机").append("软件").toString(); 
System.out.println(str1.intern() == str1);
String str2 = new StringBuilder("ja").append("va").toString(); 
System.out.println(str2.intern() == str2);

这段代码在JDK 6中运行，会得到两个false，而在JDK 7、8中运行，会得到一个true和一个false。产 生差异的原因是，在JDK 6中，intern()方法会把首次遇到的字符串实例复制到永久代的字符串常量池 中存储，返回的也是永久代里面这个字符串实例的引用，而由StringBuilder创建的字符串对象实例在 Java堆上，所以必然不可能是同一个引用，结果将返回false。 而JDK 7（以及部分其他虚拟机，例如JRockit）的intern()方法实现就不需要再拷贝字符串的实例到永久代了，既然字符串常量池已经移到Java堆中，那只需要在常量池里记录一下首次出现的实例引用即可，因此intern()返回的引用和由StringBuilder创建的那个字符串实例就是同一个。而对str2比较返 回false，这是因为“java”（下面解释）这个字符串在执行String-Builder.toString()之前就已经出现过了，字符串常量 池中已经有它的引用，不符合intern()方法要求“首次遇到”的原则，“计算机软件”这个字符串则是首次出现的，因此结果返回true。

java为什么已经存在了？

1.我们在一个类中输入System，然后点击到这个方法中，方法内容如下：

public final class System {
	// ...
	private static void initializeSystemClass() {
		// ...
		sun.misc.Version.init();
		// ...
	}
	// ...
}

2.我们点击上面的Version类，类内容如下：

public class Version {
    private static final String launcher_name = "java";
    private static final String java_version = "1.8.0_121";
    private static final String java_runtime_name = "Java(TM) SE Runtime Environment";
    private static final String java_profile_name = "";
    private static final String java_runtime_version = "1.8.0_121-b13";
    private static boolean versionsInitialized;
    private static int jvm_major_version;
    private static int jvm_minor_version;
    private static int jvm_micro_version;
    private static int jvm_update_version;
    private static int jvm_build_number;
    private static String jvm_special_version;
    private static int jdk_major_version;
    private static int jdk_minor_version;
    private static int jdk_micro_version;
    private static int jdk_update_version;
    private static int jdk_build_number;
    private static String jdk_special_version;
    private static boolean jvmVersionInfoAvailable;

    public Version() {
    }

    public static void init() {
        System.setProperty("java.version", "1.8.0_121");
        System.setProperty("java.runtime.version", "1.8.0_121-b13");
        System.setProperty("java.runtime.name", "Java(TM) SE Runtime Environment");
    }
}

3.找到java关键字，所以上面的str2.intern() == str2返回false。

private static final String launcher_name = "java";

我们开始例子和详细解释，发车了，大家坐好哦！
以下例子来自：原博客，解释是为小编自己的理解。

3. 例子二

String str1 = new String("wang");
str1.intern();
String str2 = "wang";
System.out.println(str1 == str2); // false

执行第一行代码：
首先执行到"wang"，因为字符串常量池中没有，则会在字符串常量池中创建"wang"字符串对象。
然后执行到new关键字时，在堆中创建一个"wang"的对象，并把栈中的str1的引用指向"wang"对象。

执行第二行代码：
这里我们看到就是str1手动把"wang"放在字符串常量池中，但是发现字符串常量池中已经存在"wang"字符串对象，所以直接把已存在的引用返回。虽然str1.intern()指向了字符串常量池中的"wang"，但是我们第四行代码并没有拿str1.intern()作比较，所以还是false。

执行第三行代码：
首先通过第一行代码，字符串常量池中已经有"wang"字符串对象了，所以本行代码只需要把栈中的str2变量指向字符串常量池中的"wang"即可。

执行第四行代码：
如上和下图可见，我们的str1执行堆中的"wang"，str2指向的是字符串常量池中的"wang"，肯定返回false。

4. 例子三

String str3 = new String("wang") + new String("zhen");
str3.intern();
String str4 = "wangzhen";
System.out.println(str3 == str4); // true

执行到第一行代码：
首先执行到"wang"时，因为字符串常量池中没有，则会在字符串常量池中创建一个"wang"字符串对象；
然后执行到"zhen"时，因为字符串常量池中没有，则会在字符串常量池中创建一个"zhen"字符串对象；
最后执行到new关键字时，看到是两个，但是底层字节码文件反编译的是使用如下可见，只会有一个StringBuilder对象生成，于是将栈中的str3的引用指向堆中的"wangzhen"对象。

String str3 = (new StringBuilder()).append(new String("wang"))
					.append(new String("zhen")).toString();

执行到第二行代码：
这里我们看到就是str3手动把"wangzhen"放在字符串常量池中，在字符串常量池中没有找到"wangzhen"，于是把str3 .intern()引用指向堆中的"wangzhen"的地址。现在str3和str3 .intern()一样

执行到第三行代码：
判断字符串常量池中是否存在"wangzhen"字符串对象，第二行代码已经在字符串常量池中创建了"wangzhen"，不过str4是指向str3中堆的引用（看图就明白了）。

执行到第四行代码：
str3和str3 .intern()引用一样，str3 .intern()和str4是一个，所以str3和str4相等。

5. 例子四

String str5 = new String("wang") + new String("zhen");
String str6 = "wangzhen";
str5.intern();
System.out.println(str5 == str6); // false

执行到第一行代码：
首先执行到"wang"时，因为字符串常量池中没有，则会在字符串常量池中创建一个"wang"字符串对象；
然后执行到"zhen"时，因为字符串常量池中没有，则会在字符串常量池中创建一个"zhen"字符串对象；
最后执行到new关键字时，看到是两个，但是底层字节码文件反编译的是使用如下可见，只会有一个StringBuilder对象生成，于是将栈中的str5的引用指向堆中的"wangzhen"对象。同上面的反编译代码

执行到第二行代码：
执行到"wangzhen"，判断字符串常量池中是否存在"wangzhen"，发现没有，在字符串常量池中创建"wangzhen"字符串对象，然后把栈中的str6变量的引用指向"wangzhen"对象。

执行到第三行代码：
这里我们看到就是str5手动把"wangzhen"放在字符串常量池中，我们发现，在字符串常量池中已存在"wangzhen"，于是str5 .intern()就是"wangzhen"对象的地址。我们还没没有收到返回值

如下图，我们看到肯定返回false，此时str5.intern() == str6 (true)

6. 例子五

String str7 = new String("wang") + new String("zhen");
String str8 = "wangzhen";
System.out.println(str7.intern() == str8); // true
System.out.println(str7 == str8); // false
System.out.println(str8 == "wangzhen"); // true

执行到第一行代码：
同例子三和例子四的第一行代码；

执行到第二行代码：
先判断字符串常量池中是否存在"wangzhen"对象，发现没有，我们在字符串常量池中创建"wangzhen"字符串对象；

执行到第三行代码：
执行到str7.intern()这里，我们看到就是str7手动把"wangzhen"放在字符串常量池中，在字符串常量池中已结存在"wangzhen"，于是把字符串常量池"wangzhen"的地址。现在str7和str7 .intern()一样

执行到第四行代码：
str7的指向为堆中的"wangzhen"，而str8指向则为字符串常量池中的"wangzhen"，故不相同，返回false。

执行到第五行代码：
str8指向则为字符串常量池中的"wangzhen"，执行"wangzhen"，则把已存在的字符串常量池中"wangzhen"返回，故相同，返回true。

7. 例子六

String str9 = new String("wang") + new String("zhen");
System.out.println(str9.intern() == str9); // true
System.out.println(str9 == "wangzhen"); // true

执行到第一行代码：
同上

执行到第二行代码：
执行到str9.intern()这里，我们看到就是str9手动把"wangzhen"放在字符串常量池中，在字符串常量池中没有"wangzhen"，于是把str3 .intern()引用指向堆中的"wangzhen"的地址。现在str9和str9.intern()一样

执行到第三行代码：
str9指向堆内存中的"wangzhen"，执行到"wangzhen"时，发现字符串常量池中已存在，直接返回str9指向的引用即可，故返回true。

经过这么多例子，大家应该明白了吧，还是要自己跟着例子进行换一下jvm内存图，这样就理解记忆，也不会轻易忘记！看到这里了，给小编点个赞呗，整理了一天。太不容易了，谢谢大家了！

在此感谢小编参考的博客：参考博客，小编在基础上按照自己的理解写的，也进行了深入的扩展哈！

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