解释Java String的不可变性以及字符串常量池。

不可变性

• String的数据保存在内部不可变的字符数组之中，private final char value[]
  • 私有访问权限保证了只有String内部方法才能访问数据
  • final保证了value引用的地址不可变
• String类被final修饰，不可继承，避免内部数据被其他类继承从而遭到破坏
• String类的所有方法都不会改变value的值

这些特点导致了String封装的字符串数据是不可改变的。

字符串比较

全局字符串池

字符串的分配，耗费高昂的时间与空间代价，作为最基础的数据类型，大量频繁的创建字符串，极大程度地影响程序的性能，JVM为了提高性能和减少内存开销，开辟了一个特殊的空间，全局字符串池，JDK1.6字符串池在方法区中，JDK1.7在堆中。

字符串池中保留堆中字符串常量的对象引用。在HotSpot VM里实现字符串池功能的是一个 StringTable类，它是一个哈希表，里面存的是驻留字符串(字面量)的引用。这个StringTable在每个HotSpot VM的实例只有一份，被所有的类共享。JDK1.6字符串池中直接保存字符串实例，而JDK1.7保存对象引用。

字符串创建

• 使用new关键字创建字符串，String s1 = new String("abc");
  • 由于指定了字面量”abc”，首先在字符串池中寻找”abc”的引用，若有则返回引用，否则在堆中创建对象”abc”(1)，并在字符串中保留对象引用
  • 使用了new关键字，在堆中创建字符串对象”abc”(2)
  • 此处”abc”(1)与”abc”(2)都是堆中的字符串对象，但是不是同一个
• 使用字面量创建字符串，String s2 = "abc";
  • 首先在字符串池中寻找”abc”的引用，若有则返回引用，否则在堆中创建对象”abc”，并在字符串中保留对象引用
  • s2保存”abc”的对象引用，不会在堆上创建新的对象
• s.intern()
  • 在字符串池中寻找字符串对象的引用，若有则返回引用，否则在字符串池中保存s的对象引用

字符串串联

• 如果含有String对象，则底层是使用StringBuilder实现的拼接的，所以会在堆中创建一个新实例

  String str1 ="str1";
  String str2 ="str2";
  String str3 = str1 + str2;
  

• 如果只有字面量或者常量或基础类型变量，则会直接编译为拼接后的字符串，字面量参数不会保存在常量池中。

  // 等同于String str1 = "aabb"
  String str1 = "aa" + "bb";
  

字面量何时进入常量池

• 对于HotSpot VM，加载类的时候，字符串字面量会进入到当前类的runtime常量池，不会进入全局的字符串常量池。
• 在字面量赋值的时候，会翻译成字节码ldc指令，ldc指令触发lazy resolution动作到当前类的runtime常量池去查找该index对应的项
• 如果该项尚未resolve则resolve之，并返回resolve后的内容。
• 在遇到String类型常量时，resolve的过程如果发现StringTable已经有了内容匹配的java.lang.String的引用，则直接返回这个引用;
• 如果StringTable里尚未有内容匹配的String实例的引用，则会在Java堆里创建一个对应内容的String对象，然后在StringTable记录下这个引用，并返回这个引用出去。

实例

String s = new String("2");
s.intern();
String s2 = "2";
// JDK1.6:false
// JDK1.7:false
System.out.println(s == s2);

String s3 = new String("3") + new String("3");
s3.intern();
String s4 = "33";
// JDK1.6:false
// JDK1.7:true
System.out.println(s3 == s4);

JDK1.6

• String s = new String("2");创建了两个对象，一个在堆中的String对象(s指向)，一个是在常量池中的”2”对象。
• s.intern();在常量池中寻找与s变量内容相同的对象，发现已经存在内容相同对象”2”，返回对象”2”的地址。
• String s2 = "2";使用字面量创建，在常量池寻找是否有相同内容的对象，发现有，返回对象”2”的地址。
• s与s2，一个是堆中的String对象，一个是常量池中的”2”对象，不一样。

• String s3 = new String("3") + new String("3");创建了两个对象，一个在堆中的String对象(s3指向)，一个是在常量池中的”3”对象。不讨论匿名对象。
• s3.intern();在常量池中寻找与s3变量内容相同的对象，没有发现”33”对象，在常量池中创建”33”对象，返回”33”对象的地址。
• String s4 = "33";使用字面量创建，在常量池寻找是否有相同内容的对象，发现有，返回对象”33”的地址。
• s3与s4，一个是堆中的String对象，一个是常量池中的”33”对象，不一样。

JDK1.7

• String s = new String("2");创建了两个对象，一个在堆中的String对象(s指向)，一个是在堆中的”2”对象，并在常量池中保存”2”对象的引用地址。
• s.intern();在常量池中寻找与s变量内容相同的对象，发现已经存在内容相同对象”2”，返回对象”2”的地址。
• String s2 = "2";使用字面量创建，在常量池寻找是否有相同内容的对象，发现有，返回对象”2”的地址。
• s与s2，一个是堆中的String对象，一个是堆中”2”对象(常量池中存在其对象引用)，不一样。

• String s3 = new String("3") + new String("3");创建了两个对象，一个在堆中的String对象(s3指向)，一个是在堆中的”3”对象，并在常量池中保存”3”对象的引用地址。不讨论匿名对象。
• s3.intern();在常量池中寻找与s3变量内容相同的对象，没有发现”33”对象，将s3指向的String对象的地址保存到常量池中，返回String对象的地址。
• String s4 = "33";使用字面量创建，在常量池寻找是否有相同内容的对象，发现有，返回常量池中String对象的地址。
• s3与s4，都指向堆中的String对象。

REFERENCE

[1] Java中几种常量池的区分
[2] java基础：String — 字符串常量池与intern(二）