摘要：的三種常量池此外，有三種常量池，即字符串常量池又叫全局字符串池文件常量池運(yùn)行時(shí)常量池。開始虛擬機(jī)把字符串常量池位置從永久代挪到堆，又徹底取消，把諸如之類的元數(shù)據(jù)都挪到堆之外管理。

前陣子和朋友討論一個(gè)問題：

字符串常量歸常量池管理，那比如 String str = "abc"; 
"abc"這個(gè)對象是放在內(nèi)存中的哪個(gè)位置，是字符串常量池中還是堆？

”這句代碼的abc當(dāng)然在常量池中，只有new String("abc")這個(gè)對象才在堆中創(chuàng)建“，他們大概是這么回答。

“abc”這個(gè)東西，是放在常量池中，這個(gè)答案是錯(cuò)誤的。

字符串“abc"的本體、實(shí)例，應(yīng)該是存在于Java堆中。

可能還真的有部分同學(xué)對這個(gè)知識(shí)點(diǎn)不熟悉，今天和大家聊聊字符串這個(gè)問題 ~

初學(xué)Java時(shí)，學(xué)到字符串這一部分，有一段代碼

String str1 = "hello";
String str2 = new String("hello"); 

書上的解釋是：執(zhí)行第一行的時(shí)候，已經(jīng)把"hello"字符串放到了常量池中，執(zhí)行第二行代碼時(shí)，會(huì)將常量池中已經(jīng)存在的"hello"復(fù)制一份到堆內(nèi)存中，創(chuàng)建一個(gè)的新的String對象。雖然值一樣，但他們是不同的對象。

當(dāng)時(shí)看完這個(gè)解釋，我產(chǎn)生了很多疑惑。因?yàn)樵诖酥耙呀?jīng)知道字符串的底層是char數(shù)組實(shí)現(xiàn)的。我很疑惑：

他copy一份過去，是copy了char數(shù)組呢？

還是copy整個(gè)String對象？

"hello" 這個(gè)對象實(shí)例真的存放在常量池中嗎？

當(dāng)時(shí)在網(wǎng)上搜了一些文章和答案，各有說辭，大部分回答都是 "str" 這個(gè)對象在常量池中，但也有認(rèn)為字符串常量實(shí)例（或叫對象）是在堆中創(chuàng)建，只是將其引用放到字符串常量池中，交給常量池管理。

理清這個(gè)問題前，需要梳理一下前置知識(shí)。

從一個(gè)經(jīng)典的示意圖講起，以hotspot虛擬機(jī)為例，此內(nèi)存模型需建立在JDK1.7之前的版本來討論，JDK1.7之后有所改變，但是原理還是一樣的。

Java虛擬機(jī)管理的內(nèi)存是運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)那一部分，簡單概括一下其中各個(gè)區(qū)域的區(qū)別：

虛擬機(jī)棧：線程私有，生命周期與線程相同，即每條線程都一個(gè)獨(dú)立的棧（VM Stack）。每個(gè)方法執(zhí)行時(shí)都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧幀，也就是說，當(dāng)有一條線程執(zhí)行了多個(gè)方法時(shí)，就會(huì)有一個(gè)棧，棧中有多個(gè)棧幀。

本地方法棧：線程私有

程序計(jì)數(shù)器：線程私有

堆Heap：線程共享，是Java虛擬機(jī)所管理的內(nèi)存中最大的一塊，在虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)創(chuàng)建。此內(nèi)存區(qū)域的唯一目的就是存放對象實(shí)例，幾乎所有的對象實(shí)例都在這里分配內(nèi)存。在Java虛擬機(jī)規(guī)范中的描述是：所有的對象實(shí)例以及數(shù)組都要在堆上分配。 （原文：The heap is the runtime data area from which memory for all class instances and arrays is allocated） 但有特殊情況，隨著JIT編譯器的發(fā)展，逃逸分析和標(biāo)量替換技術(shù)的逐漸成熟，對象也可以在棧上分配。另外，雖說堆是線程共享，但其中也可以劃分出多個(gè)線程私有的分配緩沖區(qū)（Thread Local Allocation Buffer，TLAB）。

方法區(qū)：線程共享，它用于存儲(chǔ)已被虛擬機(jī)加載的類信息、常量、靜態(tài)變量、即時(shí)編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)。

此外，Java有三種常量池，即字符串常量池（又叫全局字符串池）、class文件常量池、運(yùn)行時(shí)常量池。

? （圖一）

1. 字符串常量池（也叫全局字符串池、string pool、string literal pool）

字符串常量池在每個(gè)VM中只有一份，他在內(nèi)存中的位置如圖，紅色箭頭所指向的區(qū)域 Interned Strings

2. 運(yùn)行時(shí)常量池（runtime constant pool）

當(dāng)程序運(yùn)行到某個(gè)類時(shí)，class文件中的信息就會(huì)被解析到內(nèi)存的方法區(qū)里的運(yùn)行時(shí)常量池中。看圖可清晰感知到每一個(gè)類被加載進(jìn)來都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)運(yùn)行時(shí)常量池，由此可知，每個(gè)類都有一個(gè)運(yùn)行時(shí)常量池。它在內(nèi)存中的位置如圖，藍(lán)色箭頭所指向的區(qū)域，方法區(qū)中的Class Date中的運(yùn)行時(shí)常量池（Run-Time Constant Pool）

? （圖二）

3. class文件常量池（class constant pool）

class常量池是在編譯后每個(gè)class文件都有的，class文件中除了包含類的版本、字段、方法、接口等描述信息外，還有一項(xiàng)信息就是 常量池（constant pool table），用于存放編譯器生成的各種字面量（Literal）和符號(hào)引用（Symbolic References）。字面量就是我們所說的常量概念，如文本字符串、被聲明為final的常量值等。他在class文件中的位置如上圖所示，Constant Pool 中。

public static void main(String[] args) {
    String str = "hello";
}

回到一開始說到的這句代碼，可以來總結(jié)一下它的執(zhí)行過程了。

首先，字面量 "hello" 在編譯期，就會(huì)被記錄在 class文件的 class常量池中。

而當(dāng) class文件被加載到內(nèi)存中后，JVM就會(huì)將 class常量池中的大部分內(nèi)容存放到運(yùn)行時(shí)常量池中，但是字符串 "hello" 的本體（對象）和其他所有對象一樣，是會(huì)在堆中創(chuàng)建，再將引用放到字符串常量池，也就是圖一的 Interned Strings的位置。（RednaxelaFX 的文章里，測試結(jié)果是在新生代的Eden區(qū)。但因?yàn)橐恢庇幸粋€(gè)引用駐留在字符串常量池，所以不會(huì)被GC清理掉）

而到了String str = "hello" 這步，JVM會(huì)去字符串常量池中找，如果找到了，JVM會(huì)在棧中的局部變量表里創(chuàng)建str變量，然后把字符串常量池中的（hello 對象的）引用復(fù)制給 str 變量。

在《深入理解Java虛擬機(jī)》這本書中也有字符串相關(guān)的解釋，舉其中幾個(gè)例子：

例子1

（原文）運(yùn)行時(shí)常量池（Runtime Constant Pool）是方法區(qū)的一部分。Class文件中除了有類的版本、字段、方法、接口等描述信息外，還有一項(xiàng)信息是常量池（Constant Pool Table），用于存放編譯期生成的各種字面量和符號(hào)引用，這部分內(nèi)容將在類加載后進(jìn)入方法區(qū)的運(yùn)行時(shí)常量池中存放。

最后一句描述不太準(zhǔn)確，編譯期生成的各種字面量并不是全部進(jìn)入方法區(qū)的運(yùn)行時(shí)常量池中。字符串字面量就不進(jìn)入運(yùn)行時(shí)常量池，而是在堆中創(chuàng)建了對象，再將引用駐留到字符串常量池中。

例子2

代碼清單2-7　String.intern（）返回引用的測試

public class RuntimeConstantPoolOOM{

    public static void main（String[]args）{
        String str1=new StringBuilder（"計(jì)算機(jī)"）.append（"軟件"）.toString（）；
        System.out.println（str1.intern（）==str1）；
        String str2=new StringBuilder（"ja"）.append（"va"）.toString（）；
        System.out.println（str2.intern（）==str2）；
    }
}

（原文）這段代碼在JDK 1.6中運(yùn)行，會(huì)得到兩個(gè)false，而在JDK 1.7中運(yùn)行，會(huì)得到一個(gè)true和一個(gè)false。產(chǎn)生差異的原因是：在JDK 1.6中，intern（）方法會(huì)把首次遇到的字符串實(shí)例復(fù)制到永久代中，返回的也是永久代中這個(gè)字符串實(shí)例的引用，而由StringBuilder創(chuàng)建的字符串實(shí)例在Java堆上，所以必然不是同一個(gè)引用，將返回false。而JDK  1.7（以及部分其他虛擬機(jī)，例如JRockit）的intern（）實(shí)現(xiàn)不會(huì)再復(fù)制實(shí)例，只是在常量池中記錄首次出現(xiàn)的實(shí)例引用，因此intern（）返回的引用和由StringBuilder創(chuàng)建的那個(gè)字符串實(shí)例是同一個(gè)。對str2比較返回false是因?yàn)?“java” 這個(gè)字符串在執(zhí)行StringBuilder.toString（）之前已經(jīng)出現(xiàn)過，字符串常量池中已經(jīng)有它的引用了，不符合“首次出現(xiàn)”的原則，而“計(jì)算機(jī)軟件”這個(gè)字符串則是首次出現(xiàn)的，因此返回true。

原文解釋也不太準(zhǔn)確，我覺得在 JDK 1.6中，intern（）并不會(huì)把首次遇到的字符串實(shí)例復(fù)制到永久代中，而是會(huì)將實(shí)例再復(fù)制一份到堆（heap）中，然后將其引用放入字符串常量池中進(jìn)行管理，所以此代碼返回false。而JDK1.7中的intern（）不會(huì)再復(fù)制實(shí)例，直接將首次遇到的此字符串實(shí)例的引用，放入字符串常量池，于是返回true。關(guān)于此觀點(diǎn)，還沒看到大神文章實(shí)錘，歡迎討論。

最后再延伸一點(diǎn)，大家都知道，字符串的value是final修飾的char數(shù)組，那么以下這段代碼：

// private final char value[];
String str1 = "hello world";
String str2 = new String("hello world");
String str3 = new String("hello world");

str1、str2、str3 三個(gè)變量所指向的都是不同的對象。（str1 != str2 != str3）

那么，這三個(gè)對象里的char數(shù)組是否是同一個(gè)數(shù)組？相信大家都有答案了。

此文所討論的Java內(nèi)存模型是建立在JDK1.7之前。JDK 7開始 Hotspot 虛擬機(jī)把字符串常量池（Interned String位置）從永久代（PermGen）挪到Heap堆，JDK 8又徹底取消 PermGen，把諸如klass之類的元數(shù)據(jù)都挪到GC堆之外管理。但不管怎樣，基本原理還是不變的，字面量 ”hello“ 等依舊不是放在 Interned String 中。

推薦文章：

請別再拿 “String s = new String("xyz"); 創(chuàng)建了多少個(gè)String實(shí)例” 來面試了吧

借HSDB來探索HotSpot VM的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)

作者：RednaxelaFX，曾為《深入理解Java虛擬機(jī)》提推薦語

java用這樣的方式生成字符串：String str = "Hello"，到底有沒有在堆中創(chuàng)建對象？ - 胖君的回答 - 知乎

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