这篇的文章例子将是一片宝藏，恭喜你发现了，例子几乎涵盖了所有你能够见到的类型，仔细看看吧，我只能以一种通俗的语言讲解出来。可以这么说，看完看懂这一篇，以后遇到String内存问题你就可以横着走了，能应付所有判断字符串是否相等，返回true还是false的问题。当然如果JVM内存基本问题不太会可以看这里：JVM内存的基本问题

 

基本问题

  • String类和常量池内存分析
  • 8种基本类型的包装类和常量池

String 类和常量池

1 String 对象的两种创建方式

String str1 = "abcd"; String str2 = new String("abcd"); System.out.println(str1==str2);//false

记住：只要使用 new 方法，便需要创建新的对象。

2 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。
  • 如果不是用双引号声明的 String 对象，可以使用 String 提供的 intern 方法。String.intern() 是一个 Native 方法，它的作用（在JDK1.6和1.7操作不同）是：如果运行时常量池中已经包含一个等于此 String 对象内容的字符串，则返回常量池中该字符串的引用；如果没有，在jdk1.6中，将此String对象添加到常量池中，然后返回这个String对象的引用（此时引用的串在常量池）。在jdk1.7中，放入一个引用，指向堆中的String对象的地址，返回这个引用地址（此时引用的串在堆）。根据《java虚拟机规范 Java SE 8版》记录，如果某String实例所包含的Unicode码点序列与CONSTANT——String_info结构所给出的序列相同，而之前又曾在该实例上面调用过String.intern方法，那么此次字符串常量获取的结果将是一个指向相同String实例的引用。这是什么意思呢？

        String a1 = new String("a");
        String a2 = new String("b");
        String a3 = new String("c");
        System.out.println((a1+a2+a3).intern() == "abc");  // 结果是true,在堆中连接生成了"abc"，调用intern()后发现常量池没有"abc"，那么就放入堆中的"abc"的引用，之后返回值为这个引用，左边是这个引用，右边直接看常量池的"abc"，结果发现是堆中的"abc"的引用，直接返回这个引用，两边相同，都是堆里面连接生成的"abc"的地址，所以打印出true。

Unicode码点序列的直接理解：这玩意不就是字符连起来看equals是否相同不就完了吗！咋这么墨迹~

关于String的intern()问题，可参考这篇文章Java技术——你真的了解String类的intern()方法吗

关于运行时常量池：java虚拟机为每个类型都维护着一个常量池。该常量池是java虚拟机中的运行时数据结构，像传统编程语言实现中的符号表一样有很多用途。当类或接口创建时，它的二进制表示中的常量池表被用来构造运行时常量池，运行时常量池中的所有引用最初都是符号引用。

以下所说常量池为字符串常量池。

接下来我们均以示例的方式来解释问题，也是我在某篇文章底下解决的别人问题的笔记。

可能最颠覆你认知的是问题八，所以既然来看了，还是建议看到最后吧！

问题一：

        String h = new String("cc");
        String intern = h.intern();
        System.out.println(intern == h); // 返回false

这里为什么不返回true，而是返回false呢？

解释：

当new String("cc")后，堆中创建了"cc"，也会在常量池创建"cc"，创建了2个字符串对象！当你String intern = h.intern();其中h.intern()会去常量池检查是否有了"cc"，结果发现有了，那么此时返回常量池的引用地址给intern，用常量池的引用intern和堆中的h引用去比较肯定不相等。所以返回false。

（别人有人问new String("cc")创建了几个对象就是想看你对JVM的理解怎么样吧。结果之前看到别人的老文章批评请求面试官别再问这种问题，然后后面跟一大串英文看似文档的的东西企图混淆视听欺骗读者。我只想说，此人完全不理解String和JVM内存）

问题二：

我对以下代码的操作过程有疑问

String str2 = new String("str") + new String("01");
String str1 = "str01";
str2.intern();
System.out.println(str2 == str1); // false

解释：

       第一句new String("str") + new String("01");现在在堆中创建了"str"，同时常量池也创建"str"，创建了"01"，同时常量池也创建"01"，再进行连接，堆中出现了"str01"。此时常量池中有:"str","01"，此时堆中有"str","01","str01"。str2引用指向堆中的"str01"。
       接着第二句String str1 = "str01";直接在常量池创建了"str01"。此时常量池中有:"str","01","str01"，此时堆中有"str","01","str01"。str1指向常量池中的"str01"。
       接着第三句str2.intern();检查常量池是否有"str01"，结果发现有了，返回常量池"str01"的地址，很可惜，没有变量去接收，所以这一句没什么用，str2指向也不会改变，还是指向堆中"str01"。 
       第四句去打印str2==str1，一个堆中的"str01"地址和一个常量池中的"str01"地址比较，返回false。

问题三：

那这一段代码呢？

        String str2 = new String("str") + new String("01");
        String str1 = "str01";
        String str3 = str2.intern();
        System.out.println(str3 == str1); // true

解释：

比问题二多了一个str3引用保存了常量池"str01"，str3和str1均指向常量池的"str01"，所以返回true

问题四：

        String str2 = new String("str") + new String("01");
        str2.intern();
        String str1 = "str01";
        System.out.println(str2 == str1);

        String str3 = new String("str01");
        str3.intern();
        String str4 = "str01";
        System.out.println(str3 == str4);

这个代码的过程晕乎了，到底这些串在堆还是在常量池呢？

解释：

       第一句new String("str") + new String("01");现在在堆中创建了"str"，同时常量池也创建"str"，创建了"01"，同时常量池也创建"01"，再进行连接，堆中出现了"str01"。此时常量池中有:"str","01"，此时堆中有"str","01","str01"。str2引用指向堆中的"str01"。 
       第二句，str2.intern();检查到常量池不存在"str01"，如果在jdk1.6，那么就将堆中的"str01"添加到常量池中，如果是jdk1.7，那么就在常量池保存指向堆中"str01"的地址，即保存堆中"str01"的引用。接下来的讲解以jdk1.7为准！！

       第三句String str1 = "str01";检查到常量池有一个地址保存了这个串，str1就直接指向这个地址，即还是堆中的"str01"。
       接着打印str2==str1是否相等，str2指向堆中的"str01"，str1指向常量池的某个地址，这个地址恰好是保存堆中的"str01"，所以仍然是true。
       接着往下看，String str3 = new String("str01");又在堆中创建了"str01"，现在堆中有了2个"str01"，而常量池已经有"str01"引用则不在创建。（结论是常量池有相同的串或者引用指向相同的串就不在创建，用equals比较是否相同）
       下一句str3.intern(); 去检查一下常量池到底有没有"str01"呢？检查发现常量池有个引用指向堆中的"str01"，检查是用equals比较的，JVM认为常量池是有"str01"的，那么返回指向堆中的"str01"地址，很可惜，没有变量去接收，这一句在这里没有什么用。
       下一句String str4 = "str01";检查到常量池有个引用指向堆中的"str01"，检查是用equals相比，结果为true，那么str4保存这个地址，所以这个"str01"还是堆中的第一个"str01"。
       下一句打印str3==str4，str3是堆中新建的第二个"str01"，str4保存的仍是第一个堆中的"str01"，两块堆的地址，所以返回false。

问题五：

 String str2 = new String("str") + new String("01"); 为什么第一行要这么写呢？ 为什么不String str2 = new String("str01");呢？ 区别在哪里呢？

解释：

       我们来单独执行比较，前者new String("str")堆中创建"str"，同时常量池也创建"str"，new String("01")在堆中创建"01"，同时常量池也创建"01"，相加操作只会在堆中创建"str01"，所以前者执行以后，内存：堆中有"str","01","str01"，常量池中"str","01"。str2引用指向堆中的"str01"。
       现在来看后者String str2 = new String("str01");这个就是在堆中创建"str01"同时常量池中也创建"str01"，str2引用指向堆中的"str01"，内存：堆中有"str01"，常量池中有"str01"。
       综上所述，区别就在于这些串处于不同的位置，前者在常量池是没有"str01"的。

问题六：

        String s = new String("abc"); 
        String s1 = "abc"; 
        String s2 = new String("abc"); 
        System.out.println(s == s1);// 堆内存s和常量池内存s1相比,false
        System.out.println(s == s2);// 堆内存s和堆内存s2相比,false
        System.out.println(s == s1.intern());// 堆内存地址s和常量池地址s1相比,false
        System.out.println(s == s2.intern());// 堆内存地址s和常量池地址s1相比,false
        System.out.println(s1 == s2.intern());// 常量池地址s1和常量池地址s1相比,true
        System.out.println(s.intern() == s2.intern());// 常量池地址s1和常量池地址s1相比,true

解释：有注释，无需多余解释，上面的问题看懂了这个一看就懂。

问题七：

        String s1 = "abc"; 
        String s2 = "a"; 
        String s3 = "bc"; 
        String s4 = s2 + s3; 
        System.out.println(s1 == s4);//false,因为s2+s3实际上是使用StringBuilder.append来完成，会生成不同的对象。
        // s1指向常量池"abc",s4指向堆中"abc"(append连接而来)
        String S1 = "abc"; 
        final String S2 = "a"; 
        final String S3 = "bc"; 
        String S4 = S2 + S3; 
        System.out.println(S1 == S4);//true,因为final变量在编译后会直接替换成对应的值
        // 所以实际上等于s4="a"+"bc"，而这种情况下，编译器会直接合并为s4="abc"，所以最终s1==s4。

问题八：

        String str1 = "abcd"; // 常量池创建"abcd"
        String str2 = "abcd"; // str2还是上一步的"abcd"
        String str3 = "ab" + "cd"; // 常量池创建"ab"和"cd"，连接过程编译器直接优化成"abcd"，而常量池已经有了"abcd"，所以str3和str1都指向"abcd"
        String str4 = "ab"; // 常量池已经有了"ab"
        str4 += "cd"; // str4+"cd"连接的字符串编译器不能优化，所以是堆中的"abcd"
        // 因为"ab"是str4引用的，如果是两个变量s1="ab", s2="cd",s1+s2连接，那么只有用final修饰的指向"ab"的s1和final修饰的指向"cd"的s2相连接才能优化成"abcd"
        // 如果只有一个变量s1和常量池的常量连接s1+"cd"，这个变量s1也需要final修饰才会优化成"abcd"
        System.out.println(str1 == str2); // true
        System.out.println(str1 == str3); // true
        System.out.println(str1 == str4); // false
        System.out.println("================");
        String s1 = "a";
        String s2 = "b";
        String s3 = "ab";
        final String ss1 = "a";
        final String ss2 = "b";
        System.out.println(s1 + s2 == s3); // false, 有变量引用的字符串是不能优化的，除非变量是final修饰，这一行就是s1+s2生成堆里的"ab"和常量池的"ab"在比较
        System.out.println(ss1 + ss2 == s3); // true，原因见上一行，原理和下一行相同，都是常量连接
        System.out.println("a" + "b" == s3); // true,常量池的"a"和"b"连接，根据Copy On Write机制, 副本连接生成"ab"，发现已存在，直接指向"ab"，所以和s3相等

验证一下确实生成了副本才进行连接： 

        String s = "ab";    // 常量池创建"ab"
        String s1 = new String("ab"); // 堆里面创建"ab"，因为常量池已有"ab"，不在常量池再创建"ab"
        String str3 = "ab" + "cd"; // 连接之后常量池是否还有"ab"??在常量池连接成"abcd"后"ab"和"cd"是否还存在？
        String s2 = s1.intern(); // 如果常量池还有"ab"，s2指向常量池"ab"，如果没有，则放入s1地址，s2就指向s1，即s2指向堆里的"ab"
        System.out.println(s2 == s1); // 如果true，则s2是堆里的"ab".说明"ab"+"cd"连接后，常量池只有"abcd","ab"和"cd"被回收了
        // 结果运行出来是false，说明"ab"+"cd"连接之后，不仅存在"ab","cd"还存在"abcd"

       关于Java的String类这种在修改享元对象时，先将原有对象复制一份，然后在新对象上再实施修改操作的机制称为“Copy On Write”，大家可以自行查询相关资料来进一步了解和学习“Copy On Write”机制，在此不作详细说明。

比如("a"+"b"+"c").intern() == "abc"，结果返回true，而"a"+"b"+"c" == "abc"也是返回true。都是副本连接生成"abc"。

 

8种基本类型的包装类和常量池

  • Java 基本类型的包装类的大部分都实现了常量池技术，即 Byte、Short、Integer、Long、Character、Boolean；这5种包装类默认创建了数值 [-128，127] 的相应类型的缓存数据，但是超出此范围仍然会去创建新的对象。
  • 两种浮点数类型的包装类 Float、Double 并没有实现常量池技术。 
Integer i1 = 33;
Integer i2 = 33;
System.out.println(i1 == i2);// 输出true 
Integer i11 = 333;
Integer i22 = 333; 
System.out.println(i11 == i22);// 输出false 
Double i3 = 1.2; 
Double i4 = 1.2; 
System.out.println(i3 == i4);// 输出false

在[-128，127]区间内的利用cache数组的值，否则new一个新的Integer对象。这里2个333不等因为是2块不同的堆内存。2个33相等是因为利用了同一个cache数组，是值的比较，这里i1==33，打印出来也是true。

Integer 缓存源代码：

    public static Integer valueOf(int i) {
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        return new Integer(i);
    }

 

应用场景：

  1. Integer i1=40；Java 在编译的时候会直接将代码封装成 Integer i1=Integer.valueOf(40); 从而使用常量池中的对象。
  2. Integer i1 = new Integer(40) ;这种情况下会创建新的对象。

Integer i1 = 40; 
Integer i2 = new Integer(40); 
System.out.println(i1==i2); //输出false

Integer 比较（==）更丰富的一个例子：

Integer i1 = 40;
Integer i2 = 40;
Integer i3 = 0;
Integer i4 = new Integer(40);
Integer i5 = new Integer(40);
Integer i6 = new Integer(0);
System.out.println("i1=i2   " + (i1 == i2));
System.out.println("i1=i2+i3   " + (i1 == i2 + i3));
System.out.println("i1=i4   " + (i1 == i4));
System.out.println("i4=i5   " + (i4 == i5));
System.out.println("i4=i5+i6   " + (i4 == i5 + i6));
System.out.println("40=i5+i6   " + (40 == i5 + i6));

结果：

i1=i2   true

i1=i2+i3   true

i1=i4   false

i4=i5   false

i4=i5+i6   true

40=i5+i6   true

解释：

语句 i4 == i5 + i6，因为 + 这个操作符不适用于 Integer 对象，首先 i5 和 i6 进行自动拆箱操作，进行数值相加，即 i4 == 40。然后Integer对象无法与数值进行直接比较，所以i4自动拆箱转为int值40，最终这条语句转为40 == 40进行数值比较。

 

如有笔误，敬请指出！

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