Java的 String intern 方法

在 Java 中，String 是不可变的，并且为了提高性能，JVM 对 String 字符串对象进行了一些优化，其中之一就是 字符串常量池。intern() 方法就是与字符串常量池相关的一个关键方法。

1. 什么是字符串常量池（String Pool）？

字符串常量池是一个特殊的存储区域，JVM 会将所有常量字符串（字面量字符串）存储在其中。如果两个字符串的内容相同，那么它们会指向常量池中同一个字符串对象，而不是在内存中分别创建两个相同的对象。这有助于节省内存，提高效率。

例如：

String s1 = "hello";
String s2 = "hello";
System.out.println(s1 == s2);  // 输出 true

在这个例子中，s1 和 s2 都引用了常量池中的同一个字符串 "hello"。

2. intern() 方法的作用

intern() 方法的作用是：如果常量池中已经存在一个与当前字符串内容相同的字符串，那么返回常量池中的那个字符串；如果常量池中没有，则将当前字符串加入常量池，并返回它的引用。

• 基本使用：
  • String 类的 intern() 方法会检查字符串是否在常量池中存在：
    • 如果存在，返回常量池中的字符串引用。
    • 如果不存在，将当前字符串添加到常量池，并返回该字符串引用。

例如：

String s1 = new String("hello");
String s2 = s1.intern();
String s3 = "hello";
System.out.println(s2 == s3);  // 输出 true

在这个例子中，s2 和 s3 指向常量池中的同一个 "hello" 字符串。

3. intern() 方法的工作原理

3.1 常量池的作用

JVM 会维护一个常量池，其中存储了所有字面量的字符串。每当一个字符串被声明为字面量时，JVM 会检查常量池中是否已经有该字符串：

• 如果有，直接引用池中的字符串对象。
• 如果没有，将该字符串添加到常量池中。

3.2 intern() 调用过程

当调用 intern() 方法时，JVM 会做以下处理：

1. 检查常量池中是否已经存在与当前字符串相同内容的字符串。
2. 如果存在，返回常量池中的该字符串引用。
3. 如果不存在，将当前字符串添加到常量池中，并返回它的引用。

3.3 intern() 和 new String() 的区别

使用 new String() 创建的字符串对象是堆上的新对象，而不是常量池中的对象。例如：

String s1 = new String("hello");
String s2 = "hello";
System.out.println(s1 == s2);  // 输出 false，s1 是新创建的对象，s2 是常量池中的对象

而调用 intern() 方法后，s1 会被替换为常量池中的 "hello" 引用，结果会变成：

String s1 = new String("hello");
String s2 = s1.intern();
String s3 = "hello";
System.out.println(s2 == s3);  // 输出 true，s2 和 s3 都指向常量池中的 "hello"

4. intern() 方法的性能和应用场景

4.1 节省内存

使用 intern() 方法可以减少内存消耗，特别是在大量字符串内容相同的情况下，避免了重复存储相同的字符串。

4.2 提高字符串比较效率

使用 intern() 方法后，字符串比较可以使用 == 来代替 equals() 方法进行比较，因为 intern() 会确保相同内容的字符串指向同一个内存地址。

4.3 性能考虑

尽管 intern() 方法可以提高性能并节省内存，但其背后涉及到常量池的查找和插入操作，可能会带来性能开销，因此在需要高性能的情况下，应谨慎使用。

5. 总结

• intern() 方法通过将字符串加入字符串常量池，优化了内存使用和字符串比较。
• 它适用于需要大量相同字符串的场景，如缓存或优化重复字符串的内存使用。
• 使用时要注意性能影响，避免在每次使用字符串时都调用 intern()。

这样的一些信息可以帮助学员理解 intern() 方法的作用、工作原理以及何时使用它。