String Table

String Table

一、String的基本特征

一、String的基本特征

• String：字符串，使用一对“ “ 引起来表示。
• String声明为final的，不可被继承。
• String 实现了Serializable：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。
• String在jdk8及之前内部定义了final char[] value用于存储字符串数据。jdk9时改为了byte[]。

二、String在jdk9中存储结构变更

• 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。

• 那StringBuffer 和 StringBuider是否仍无动于衷呢？
  • StringBuffer 和 StringBuilder 也更新成相同的表示了。

三、String的基本特征

• String：代表不可变的字符序列。简称：不可变性。
  • 当字符串重新赋值时，需要重写指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值。
  • 当对现有的字符串进行连续操作时，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。
  • 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。
• 字符串常量池中是不会存储相同内容的字符串的。
• String的String Pool是一个固定大小的Hashtable，默认值长度是1009。如果放进去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，而链表长了后会直接造成的影响就是当调用Sting.intern时性能下降。
• 使用-XX:StringTableSize可以设置StringTable的长度。
• 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。
• 在jdk7中，StringTable的默认长度是60013，StringTableSize设置没有要求。
• Jdk8开始，设置StringTable的长度的话，1009是可以设置的最小值。

二、String的内存分配

一、String的内存分配

• 在Java语言中有8中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，都提供了一中常量池的概念。
• 常量池就类似一个Java系统级别提供的缓存。8中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 = “ktf is a shuaige”;
  • 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。
• Java 6及以前，字符串常量池存放在永久代。
• Java 7中Oracle的工程师对字符串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，这样就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的比较多，但是这个改动使得我们有足够的理由让我们重新考虑在Java7中使用String.intern().
  • Java 8元空间，字符串常量在堆。

三、Sting的基本操作

• 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。

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
}

四、字符串拼接操作

• 常量与常量的拼接结果在常量池，原理是编译器优化。
• 常量池中不会存在相同的常量。
• 只要其中一个是变量，结果就在堆中。变量拼接的原理是StringBuilder
• 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。
  
  
  
  

五、intern()的使用

• 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 you").intern();

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，必须和直接以常量池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"

• 通俗点将，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）

• 总结String的intern(）的使用：
  • jdk1.6中，将这个字符串对象尝试放入串池。
    • 如果串池中，则并不会放入。返回已有的串池中的对象的地址。
    • 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。
  • Jdk1.7起，将这个字符串常量池尝试放入串池。
    • 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赋值一份，传入串池，并返回串池中的引用地址。

六、StringTable的垃圾回收

七、G1中的String去重操作

• 背景：对许多Java引用（有大的有小的）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
• 许多大规模的Java引用的瓶颈在于内存，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：
  • string1.equals(String2) = 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垃圾回收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。
• 实现：
  • 当垃圾回收器工作的时候，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。
  • 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。
  • 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。
  • 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。
  • 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：
  • UseStringDeduplication(bool)：开启String去重，默认是不开启的，需要手动开启。
  • PrintStringDeduplicationStatistics（bool）：打印详细的去重统计消息。
    时候就可以共享这个数组了。
• 命令行选项：
  • UseStringDeduplication(bool)：开启String去重，默认是不开启的，需要手动开启。
  • PrintStringDeduplicationStatistics（bool）：打印详细的去重统计消息。
  • StringDeduplicationAgeThreshold（uintx):达到这个年龄的String对象被认为是去重的候选对象。