弄懂String常量池，String常见面试题

本次代码使用 jdk 1.8版本，并且以下代码示例除了第一个写了main（）方法，并且所有的示例分别独立运行 ，其余为了简洁做了缺省main（）。在创建字符串分析的同时，都默认省略了栈中的句柄指向分析。进入正题之时，先科普几个知识点
String源码里面标注为final修饰的类，是一个不可改变的对象，那平时用到字符串A+字符串B怎么改变了呢，其实这里有涉及到String的常量池，首先常量池存放在方法区。
在jdk1.6时，方法区是存放在永久代（java堆的一部分，例如新生代，老年代）而在jdk1.7以后将字符串常量池移动到了的堆内存中  
在jdk1.8时，HotspotVM正式宣告了移除永久代，取而代之的是元数据区，元数据区存放在内存里面（存放一些加载class的信息），但是常量池还是和jdk1.7存放位置一样还是存放在堆中。
先看一波常见面试题：
    首先看一道常见的面试题，问输出的是什么？

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public static void main(String[] args){
        String s1 = new String("123");
        String s2 = "123";
        System.out.println(s1 == s2);
}

基本上大家都能知道是false，但是再这么深究一次，问 String s1 = new String("123") 创建了几个对象，String s2 = "123" 创建  了几个对象，那如果题目稍微改变一下成下面这样，那输出的又是什么？

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String s1 = new String("123").intern();
String s2 = "123";
System.out.println(s1 == s2);  // true
// 如果这样再改一下
String s1 = new String("123");
s1.intern();
String s2 = "123";
System.out.println(s1 == s2);  // false

如果对输出结果不是很明白的，本文都会一一解答并且进行拓展。
创建字符串分析：
首先要分析String，一定要知道String几种常见的创建字符串的方式，以及每一种不同的方式常量池和堆分别是什么储存情况。
1.直接写双引号常量来创建 
判断这个常量是否存在于常量池，
如果存在，则直接返回地址值（只不过地址值分为两种情况，1是堆中的引用，2是本身常量池的地址）
如果是引用，返回引用地址指向的堆空间对象地址值
如果是常量，则直接返回常量池常量的地址值，
如果不存在，
在常量池中创建该常量，并返回此常量的地址值、

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String  s = "123";
//true,因为s已经在常量池里面了，s.intern()返回的也是常量池的地址，两者地址一样为true
System.out.println(s == s.intern());

2. new String创建字符串
与上面第一种方式相比，第一种方式效率高，下图解决了本文中的最开始出的部分面试题。
首先在堆上创建对象(无论堆上是否存在相同字面量的对象),
然后判断常量池上是否存在字符串的字面量，
如果不存在
在常量池上创建常量（并将常量地址值返回）
如果存在
不做任何操作

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String  s = new String("123");
/*
严格来说首先肯定会在堆中创建一个123的对象，然后再去判断常量池中是否存在123的对象，
如果不存在，则在常量池中创建一个123的常量(与堆中的123不是一个对象)，
如果存在，则不做任何操作，解决了本文第一个面试题有问到创建几个对象的问题。
因为常量池中是有123的对象的，s指向的是堆内存中的地址值，s.intern()返回是常量池中的123的常量池地址，所以输出false
*/
System.out.println(s == s.intern());

3.两个双引号的字符串相加
判断这两个常量、相加后的常量在常量池上是否存在
如果不存在
则在常量池上创建相应的常量（并将常量地址值返回）
如果存在，则直接返回地址值（只不过地址值分为两种情况，1是堆中的引用，2是本身常量池的地址）
如果是引用，返回引用地址指向的堆空间对象地址值，
如果是常量，则直接返回常量池常量的地址值，

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String  s1 = new String("123").intern();
String  s2 = "1"+"23";
/*
*  首先第一句话 String  s1 = new String("123") 以上分析过创建了两个对象（一个堆中，一个常量池 中）此时s1指向堆中
*  当s1调用.intern()方法之后，发现常量池中已经有了字面量是123的常量，则直接把常量池的地址返回给s1
*  在执行s2等于123时候，去常量池查看，同上常量池已经存在了，则此时s2不创建对象，直接拿常量池123的地址值使用
*  所以此时s1 和 s2 都代表是常量池的地址值，则输出为true
*/
System.out.println(s1 == s2);

如果这里看不懂 intern()方法时，可以快速滑动到文章尾部，先看intern（）方法的分析。 
4.两个new String（）的字符串相加
首先会创建这两个对象（堆中）以及相加后的对象（堆中）
然后判断常量池中是否存在这两个对象的字面量常量
如果存在
不做任何操作
如果不存在
则在常量池上创建对应常量   

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String s1 = new String("1")+new String("23");
/*
*  首先堆中会有 1 ，23 ，以及相加之后的123 这三个对象。如果 1，23 这两个对象在常量池中没有相等的字面量
*  那么还会在常量池中创建2个对象 最大创建了5个对象。最小创建了3个对象都在堆中。
*/
s1.intern();
String s2 = "123";
System.out.println( s1 == s2);// true

这个地方比较复杂 ，如果我把String s2 = "123" 代码放在s1.intern()前面先执行，其余代码不变，那么输出结果又为false，这里等会楼主会在分析 intern()方法的时候再重点分析一次。

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String s2 = "123";
s1.intern();
System.out.println( s1 == s2);// false

5.双引号字符串常量与new String字符串相加
首先创建两个对象，一个是new String的对象（堆中），一个是相加后的对象(堆中)
然后判断双引号字符串字面量和new String的字面量在常量池是否存在
如果存在
不做操作
如果不存在
则在常量池上创建对象的常量

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String s1 = "1"+new String("23");
/*
*首先堆中会有 23 ，以及相加之后的123 这2个对象。如果23,1 这两个对象在常量池中没有相等的字面量
*那么还会在常量池中创建2个对象最大创建了4个对象(2个堆中，2个在常量池中)。最小创建了2个对象都堆中。
*/
String s2 = "123";
System.out.println( s1.intern() == s2);// true

6.双引号字符串常量与一个字符串变量相加
    首先创建一个对象，是相加后的结果对象(存放堆中，不会找常量池)
然后判断双引号字符串字面量在常量池是否存在
如果存在
不做操作
如果不存在
则在常量池上创建对象的常量

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String s1 = "23";
/*
* 这里执行时，常量“1” 会首先到字符串常量池里面去找，如果没有就创建一个，并且加入字符串常量池。
* 得到的123结果对象，不会存入到常量池。这里特别注意和两个常量字符串相加不同 “1”+“23” 参考上面第三点
* 由于不会进入常量池，所以s2 和 s3 常量池地址值不同，所以输出为false
*/
String s2 = "1"+s1;
String s3 = "123";
System.out.println( s2 == s3.intern());

Q: 有人会问为什么两个常量字符串相加得到的对象就会入常量池(参考上面第3点)，而加上一个变量就不会？？？
A:  这是由于Jvm优化机制决定的，Jvm会有编译时的优化，如果是两个常量，Jvm会认定这已经是不可变的，就会直接在编译           
时和常量池进行判断比对等，但是如果是加上一个变量，说明最后运行得出的结果是可变的，Jvm无法在编译时就确定执行之后的结果是多少，所以不会把该结果和常量池比对。
String.intern()方法分析：
      在分析intern（）方法时候，首先去官网查看api的相关解释

楼主大概翻译一下，意思就是：当调用这个方法时候，如果常量池包含了一个<调用 code equals(Object)>相等的常量，就把该 常量池的对象返回，否则，就把当前对象加入到常量池中并且返回当前对象的引用。楼主用更加白话的方式解释一下：
判断这个常量是否存在于常量池。
如果存在，则直接返回地址值（只不过地址值分为两种情况，1是堆中的引用，2是本身常量池的地址）
如果是引用，返回引用地址指向的堆空间对象地址值
如果是常量，则直接返回常量池常量的地址值，
如果不存在，
将当前对象引用复制到常量池,并且返回的是当前对象的引用（这个和上面最开始的字符串创建分析有点不同）
实战分析问题：
         基本上读者看到这里就可以尝试着去回过头文章一些示例代码，看看输出结果，这里分析一下上文存在的一个例子

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public static void main(String[] args){
        String s1 = new String("1")+new String("23");
        s1.intern();
        String s2 = "123";
        System.out.println( s1 == s2);
}

  分析： 1 首先看第一行是两个new String类型的字符串相加（详见上文第4点）可知道，这里创建了堆中有3个对象 一个是1，一个是23，还有一个是结果 123，由于程序刚启动常量池也没有 1，23 所以会在常量池创建2个对象 （1 ， 23）
         2 当s1执行intern()方法之后，首先去常量池判断有没有123，此时发现没有，所以会把对象加入到常量池，并且返回当前对象的引用（堆中的地址）
         3 当创建s2时候（详见上文第1点），并且找到常量池中123，并且把常量池的地址值返回给s2
         4 由于常量池的地址值就是s1调用intern（）方法之后得到的堆中的引用，所以此时s1和s2的地址值一样，输出true。

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public static void main(String[] args){
        String s1 = new String("1")+new String("23");
        String s2 = "123";
        s1.intern();
        System.out.println( s1 == s2);
}

  如果把中间两行换一个位置，那输出就是false了，下面在分析一下不同点，上面分析过的不再赘述。
   1.在执行到第二行的时候String s2 = "123"时，发现常量池没有123，所以会先创建一个常量
   2.在当s1调用intern()方法时，会发现常量池已经有了123对象，就会直接把123的常量给返回出去，但是由于返回值并没有接收，所以此时s1还是堆中地址，则输入false；如果代码换成  s1 = s1.intern();那s1就会重新指向常量池了，那输出就为true。

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