基本特性

存储结构变更

1. jdk8及之前的jdk版本中，String的内存存储结构是char[]字符数组，但是在Jdk9及之后改成了byte[]字节数组。

• 原因是，堆空间中大部分的字符串内容都是latin字符，基本上一个byte就可以表示，但是char占两个字节，导致一半的内存浪费得不到合理使用。
• 对于需要两个字节表示的字符串，String中添加了一个字符编码集标识，如果是lation/ISO-8859-1就使用一个byte去存在，gbk等字符集使用两个字节去存储。
• 对于和String相关的类也做了修改，使用byte[]去保存数据，比如StringBuffer，StringBuilder等等。
• 结论：String再也不要char[]来存储啦，改成了使用byte[]加上编码标记的方式，节约了一下空间。

不可变性

1. 当对字符串重新赋值时，需要重写指定内存区域的赋值，不能使用原有的value进行赋值。
2. 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，不能使用原有的value进行赋值。
3. 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。
4. 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。
5. 字符串常量池在Jdk7之后存放在堆空间，字符串常量池不能存储在相同的字符串。如果不同的变量指向相等的字符串字面量，那么它们指向相同的字符串。
6. 每个类都有一个运行时常量池，和每个类的字节码文件一致，只不过一个是静态的一个加载到内存中的，供运行时调用。

字符串常量池中是不会存储相同内容的字符串的

因为字符串常量池底层的存储结构是HashTable，键肯定不能重复，键就是字符串内容。

1. String的String pool是一个固定大小的Hashtable，默认值大小长度是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，而链表常量以后直接会造成的影响就是当调用String.intern是性能大幅下降。
2. 使用-XX:StringTableSize可设置StringTable的长度。
3. 在Jdk6中StringTable是固定的，就是1009的长度，所有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。
   jdk6中StringTable的长度
   
4. 在jdk7中，StringTable的长度默认值是60013,jdk8开始1009是StringTable可设置的最小值。

String的内存分配

1. 在java语言中有8种基本数据类型和一种比较特殊的类型String。这些类型为了使它们在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。
2. 常量池就类似于一个java系统级别提供的缓存。8种基本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 = “hello”；
• 如果不是使用双引号声明的String对象，可以使用String提供的intern()方法。

3. Java6及以前，字符串常量池存放在永久代。
4. java7中oracle的工程师对字符串池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，这样可以让你在进行调优应用是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，但是这个改动使我们有足够的理由让我们重新考虑在java7中使用String.intern()。

5. Java8元空间，字符串常量也在堆中。
   
   
6. StringTable为什么要调整

• permsize(永久代）通常默认比较小，如果大量的存放大量的字符串，会很容易导致OOM。
• 永久代垃圾回收频率低，不能及时清除不用的字符串，大量字符串会很容易导致Full GC，降低程序性能，同时又容易导致OOM。

字符串拼接操作

1. 常量与常量的拼接结果在常量池，原理是编译期优化（编译成字节码后就已经直接拼接好结果，放在常量池，运行时从常量池中获取）。
   
   字节码文件反编译的结果如下，说明编译期就已经优化成同一个字面量。
   
2. 常量池中不会存在相同内容的常量，因为底层类似hashMap结构，以字符串做key值，导致无法重复。
3. 只要其中有一个变量（非final的变量），结果就在堆中（堆中非常量池区域）。变量拼接的原理是StringBuilder（拼接参数中如果出现一个变量，就会生成StringBuilder对象，通过append的方式拼接字符串）。
   
   
   但如果是常量就是不是创建StringBuilder追加的方式
   
4. 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，并返回对象地址。
   

字符串变量拼接和StringBuilder方式比较

==================================================耗时4014ms========================
String str = "";
for(int i = 0; i < 10000; i++) {
	str += i;
}
==================================================耗时7ms===========================
StringBuilder str = new StringBuilder();
for(int i = 0; i < 10000; i++) {
	str.append(i);
}

1. 效率
   通过StringBuilder的append()的方式添加字符串的效率要远远高于String字符串拼接的方式。
2. 详情

• StringBuilder的append()的方式：至始至终只会创建一个StringBuilder的对象；使用String的字符串拼接方式（因为包含变量每次拼接都会创建StringBuilder,String对象）：创建多个StringBuilder和String对象。
• 使用String的字符串拼接方式：内存中由于创建了较多的StringBuilder和String对象，内存占用更大；如果进行GC，需要额外的时间。

3. StringBuilder追加字符串优化空间
   在实际开发中，如果基本确定前前后后的字符串长度不超过某个限定值highLevel的情况下，建议使用代参构造器创建对象：
   StringBuilder s = new StringBuilder(highLevel);
   备注：相当于底层创建一个限定长度的数组 new char[highLevel]，不会因为长度不够不同的拷贝复制生成新数组扩展，导致性能降低。

intern的使用

面试题

1. String str = new String(“ab”);生成几个对象
   答：两个，分别是堆中的new String()和字符串常量池中的“ab”，可以通过查看字节码佐证（需要从常量池中载入”ab”字符串，并初始化new String（）对象）。
   
   
2. String str = new String(“a”) + new String(“b”)；生成几个对象？
   答：6个对象，具体对象如下：
   因为涉及字符串的拼接，需要生成StringBuilder()对象。
   每个new String(“xxx”)需要两个对象，一个堆中，一个字符串常量池中。
   StringBuilder.toString()会new String()对象，但是通过查看字节码发现toString(）不会在从字符串常量池中获取字符串值，说明不会在字符串常量池中生成对象。
   
3. 面试题之intern
   

• 代码流程图
  
  

intern总结

1. jdk6中，将这个字符串对象尝试放入字符串常量池中。

• 如果池中有，则并不会放入。返回已有的池中的对象的地址。
• 如果没有，会把调用Intern的String对象复制一份，放入常量池中，并返回池中的对象地址。
  

2. jdk7起，将这个字符串对象尝试放入字符串常量池中。

• 如果池中有，则并不会放入。返回已有的池中的对象的地址。
• 如果没有，则会把调用intern的String对象的引用地址复制一份，放入池中（池中存放的是堆中String对象的地址），并返回池中的引用地址（堆中String对象的地址）。
  

练习

使用intern的优点

1. 如果存在大量相同的字符串，使用intern会节约内存空间。

• String s = new String(“xxx”); // 堆空间和常量池都会创建一个对象，但返回的是堆空间的对象地址，如果有大量相同的字符串，那么内存中会维护大量的堆空间中对象的地址，造成空间浪费。
• String s = new String(“xxx”).intern(); // 堆空间和常量池都会创建一个对象，但是返回的是常量池中对象的地址，那么堆空间的字符串对象地址就不需要维护，会被MinorGC即时清除，又因为常量池中不会有相同的字符串，那么空间就会得到很大程度的节省。
• 如果存在大量相同的字符串，使用intern会提高程序执行速度，提高效率。

StringTable垃圾回收

1. 测试代码
   
   执行代码，可以看到有GC回收出现，同时StringTable中的字符串条目小于100000，证明StringTable中存在垃圾回收行为。