寫一個(gè)java字符串時(shí)，內(nèi)存是如何分配的？
經(jīng)常在網(wǎng)上各大版塊都能看到對于java字符串運(yùn)行時(shí)內(nèi)存分配的探討，形如：String a = "123",String b = new String("123"),這兩種形式的字符串是存放在什么地方的呢，其實(shí)這兩種形式的字符串字面值"123"本身在運(yùn)行時(shí)既不是存放在棧上，也不是存放在堆上，他們是存放在方法區(qū)中的某個(gè)常量區(qū)，并且對于相同的字符串字面值在內(nèi)存中只保留一份。下面我們將以實(shí)例來分析。
1.==運(yùn)算符作用在兩個(gè)字符串引用比較的兩個(gè)案例：
public?class?StringTest {
??public?static?void?main(String[] args) {
????//part 1
????String?s1 = "i love china";
????String?s2 = "i love china";
????System.out.println("result:"?+ s1 == s2);//程序運(yùn)行結(jié)果為true
????//part 2
????String?s3 = new?String("i love china");
????String?s4 = new?String("i love china");
????System.out.println("result:"?+ s3 == s4);//程序運(yùn)行結(jié)果為false
??}
}我們知道java中==運(yùn)算符比較的是變量的值，對于引用類型對應(yīng)的變量的值存放的是引用對象的地址，在這里String是引用類型，這里面的四個(gè)變量的值存放的其實(shí)是指向字符串的地址。對于part2的執(zhí)行結(jié)果是顯然的，因?yàn)閚ew操作符會使jvm在運(yùn)行時(shí)在堆中創(chuàng)建新的對象，兩個(gè)不同的對象的地址是不同的。但是由part1的執(zhí)行結(jié)果，可以看出s1和s2是指向的同一個(gè)地址，那么由變量s1，s2指向的字符串是存放在什么地方的呢，jvm又是對字符串如何處理的呢。同樣的對于變量s3，s4所指向的堆中的不同的字符串對象，他們會分別在自己的對象空間中保存一份"i love china"字符串嗎，為了了解jvm是如何處理字符串，首先我們看java編譯器生成的字節(jié)碼指令。通過字節(jié)碼指令我們來分析jvm將會執(zhí)行哪些操作。
2.以下為程序生成的部分字節(jié)碼信息。紅色標(biāo)注的是我們需要關(guān)注的部分。
Constant pool:
??#1 = Class #2 // StringTest
??#2 = Utf8 StringTest
??#3 = Class #4 // java/lang/Object
??#4 = Utf8 java/lang/Object
??#5 = Utf8
??#6 = Utf8 ()V
??#7 = Utf8 Code
??#8 = Methodref #3.#9 // java/lang/Object."":()V
??#9 = NameAndType #5:#6 // "":()V
?#10 = Utf8 LineNumberTable
?#11 = Utf8 LocalVariableTable
?#12 = Utf8 this
?#13 = Utf8 LStringTest;
?#14 = Utf8 main
?#15 = Utf8 ([Ljava/lang/String;)V
?#16 = String #17 // i love china 字符串地址的引用
?#17 = Utf8 i love china
?#18 = Fieldref #19.#21 // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
?#19 = Class #20 // java/lang/System
?#20 = Utf8 java/lang/System
?#21 = NameAndType #22:#23 // out:Ljava/io/PrintStream;
?#22 = Utf8 out
?#23 = Utf8 Ljava/io/PrintStream;
?#24 = Class #25 // java/lang/StringBuilder
?#25 = Utf8 java/lang/StringBuilder
?#26 = String #27 // result:
?#27 = Utf8 result:
#28 = Methodref #24.#29 // java/lang/StringBuilder."":(Ljava/lang/String;)V
#29 = NameAndType #5:#30 // "":(Ljava/lang/String;)V
#30 = Utf8 (Ljava/lang/String;)V
#31 = Methodref #24.#32 // java/lang/StringBuilder.append:(Z)Ljava/lang/StringBuilder;
#32 = NameAndType #33:#34 // append:(Z)Ljava/lang/StringBuilder;
#33 = Utf8 append
#34 = Utf8 (Z)Ljava/lang/StringBuilder;
#35 = Methodref #24.#36 // java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
#36 = NameAndType #37:#38 // toString:()Ljava/lang/String;
#37 = Utf8 toString
#38 = Utf8 ()Ljava/lang/String;
#39 = Methodref #40.#42 // java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
#40 = Class #41 // java/io/PrintStream
#41 = Utf8 java/io/PrintStream
#42 = NameAndType #43:#30 // println:(Ljava/lang/String;)V
#43 = Utf8 println
#44 = Class #45 // java/lang/String
#45 = Utf8 java/lang/String
#46 = Methodref #44.#29 // java/lang/String."":(Ljava/lang/String;)V
#47 = Utf8 args
#48 = Utf8 [Ljava/lang/String;
#49 = Utf8 s1
#50 = Utf8 Ljava/lang/String;
#51 = Utf8 s2
#52 = Utf8 s3
#53 = Utf8 s4
#54 = Utf8 StackMapTable
#55 = Class #48 // "[Ljava/lang/String;"
#56 = Utf8 SourceFile
#57 = Utf8 StringTest.java
...........
//對應(yīng)的方法的字節(jié)碼指令，由jvm運(yùn)行時(shí)解釋執(zhí)行。
?public static void main(java.lang.String[]);
??descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
??flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
??Code:
???stack=4, locals=5, args_size=1
?????0: ldc #16 // String i love china，該指令是將常量池的#16處符號引用，在這里為字符串“ilove china”符號引用push到棧頂。該指令與底下的指令2對應(yīng)于程序中的String s1 = "i love china"語句
?????2: astore_1 //將棧頂?shù)膶ο笠觅x值給局部變量1.
??? 3: ldc #16 // String i love china,同0處的指令，指向的是同一個(gè)符號引用處的常量。該指令與底下的指令5對應(yīng)于程序中的 String s2 = "i love china"語句。
?????5: astore_2 //將棧頂?shù)膶ο笠觅x值給局部變量2.
????6: getstatic #18 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
?????9: new #24 // class java/lang/StringBuilder
????12: dup
????13: ldc #26 // String result:
????15: invokespecial #28 // Method java/lang/StringBuilder."":(Ljava/lang/String;)V
????18: aload_1
????19: aload_2
????20: if_acmpne 27 //彈出棧頂兩個(gè)對象引用進(jìn)行比較其是否相等，不等，轉(zhuǎn)到指令27處，執(zhí)行，相等執(zhí)行下一條指令
????23: iconst_1
????24: goto 28
????27: iconst_0
????28: invokevirtual #31 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Z)Ljava/lang/StringBuilder;
????31: invokevirtual #35 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
????34: invokevirtual #39 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
??? 37: new #44 // class java/lang/String,創(chuàng)建一個(gè)對象，該對象位于常量池#44引用處，這里為String對象，并將對象引用push到棧頂。
??? 40: dup //拷貝棧頂一份對象引用push到棧頂。
??? 41: ldc #16 // String i love china，同0，3處指令。
????43: invokespecial #46 // Method java/lang/String."":(Ljava/lang/String;)V
????46: astore_3
????47: new #44 // class java/lang/String//創(chuàng)建一個(gè)對象，并將對象引用push到棧頂
????50: dup
??? 51: ldc #16 // String i love china, 將字符串的符號引用push到棧頂。
????53: invokespecial #46 // Method java/lang/String."":(Ljava/lang/String;)V，根據(jù)棧頂?shù)膶?yīng)的對象引用及字符串引用調(diào)用對象的init初始化方法，對字符串對象初始化
????56: astore 4 //將棧頂對象引用賦值給變量4.
????58: getstatic #18 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
????61: new #24 // class java/lang/StringBuilder
????64: dup
????65: ldc #26 // String result:
????67: invokespecial #28 // Method java/lang/StringBuilder."":(Ljava/lang/String;)V
????70: aload_3
????71: aload 4
????73: if_acmpne 80
????76: iconst_1
????77: goto 81
????80: iconst_0
????81: invokevirtual #31 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Z)Ljava/lang/StringBuilder;
????84: invokevirtual #35 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
????87: invokevirtual #39 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
????90: return
.........
LineNumberTable:
line 7: 0
line 8: 3
line 9: 6
line 11: 37
line 12: 47
line 13: 58
line 14: 90
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
91 0 args [Ljava/lang/String;//局部變量0
88 1 s1 Ljava/lang/String; //局部變量1
85 2 s2 Ljava/lang/String;//局部變量2
44 3 s3 Ljava/lang/String;//局部變量3
33 4 s4 Ljava/lang/String;//局部變量4 字節(jié)碼中紅色的部分是與我們討論相關(guān)的。通過生成的字節(jié)碼，我們可以對示例程序得出如下結(jié)論。
1).? java編譯器在將程序編譯成字節(jié)碼的過程中，對遇到的字符串常量"i love china"首先判斷其是否在字節(jié)碼常量池中存在，不存在創(chuàng)建一份，存在的話則不創(chuàng)建，也就是相等的字符串，只保留一份，通過符號引用可以找到它，這樣使得程序中的字符串變量s1和s2都是指向常量池中的同一個(gè)字符串常量。在運(yùn)行時(shí)jvm會將字節(jié)碼常量池中的字符串常量存放在方法區(qū)中的通常稱之為常量池的位置，并且字符串是以字符數(shù)組的形式通過索引來訪問的。jvm在運(yùn)行時(shí)將s1與s2指向的字符串相對引用地址指向字符串實(shí)際的內(nèi)存地址。
2).? 對于String s3 = new String("i love china"),String s4 = new String("i love china"),由字節(jié)碼可以看出其是調(diào)用了new指令，jvm會在運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建兩個(gè)不同的對象，s3與s4指向的是不同的對象地址。所以s3==s4比較的結(jié)果為false。
其次，對于s3與s4對象的初始化，從字節(jié)碼看出是調(diào)用對象的init方法并且傳遞的是常量池中”i love china”的引用，那么創(chuàng)建String對象及初始化究竟干了什么，我們可以查看通過查看String的源碼及String對象生成的字節(jié)碼，以便更好的了解對于new String("i love china")時(shí)，在對象內(nèi)部是做了字符串的拷貝還是直接指向該字符串對應(yīng)的常量池的地址的引用。
3.String對象的部分源碼：
"FONT-SIZE: 14pt">public?final?class?String?
??implements?java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence?{
??/** The value is used for character storage. */
??private?final?char value[];
?
??/** Cache the hash code for the string */
??private?int hash; // Default to 0
?
??public?String() {
????this.value = new?char[0];
??}
??"BACKGROUND-COLOR: #ffffff; FONT-SIZE: 18pt"> public?String(String original) {
????this.value = original.value;
????this.hash = original.hash;
??}
從源碼中我們看到String類里有個(gè)實(shí)例變量 char value[],通過構(gòu)造方法我們可知，對象在初始化時(shí)并沒有做拷貝操作，只是將傳遞進(jìn)來的字符串對象的地址引用賦給了實(shí)例變量value。由此我們可以初步的得出結(jié)論：即使使用new String("abc")創(chuàng)建了一個(gè)字符串對象時(shí)，在內(nèi)存堆中為該對象分配了空間，但是在堆上并沒有存儲"abc"本身的任何信息，只是初始化了其內(nèi)部的實(shí)例變量到"abc"字符串的引用。其實(shí)這樣做也是為了節(jié)省內(nèi)存的存儲空間，以及提高程序的性能。
4.下面我們來看看String對象部分字節(jié)碼信息：
public?java.lang.String();
??descriptor: ()V
??flags: ACC_PUBLIC
??Code:
???stack=2, locals=1, args_size=1
?????0: aload_0
?????1: invokespecial #1?????????// Method java/lang/Object."":()V
?????4: aload_0
?????5: iconst_0
?????6: newarray char
?????8: putfield #2?????????// Field value:[C
????11: return
???LineNumberTable:
????line 137: 0
????line 138: 4
????line 139: 11
?public?java.lang.String(java.lang.String);
??descriptor: (Ljava/lang/String;)V
??flags: ACC_PUBLIC
??Code:
???stack=2, locals=2, args_size=2
?????0: aload_0 //將局部變量0push到棧頂，自身對象的引用。
?????1: invokespecial #1?????????// Method java/lang/Object."":()V 彈出棧頂對象引用調(diào)用該對象的#1處的初始化方法。
?????4: aload_0 //將自身對象引用push到棧頂。
?????5: aload_1 //傳遞的字符串引用push到棧頂。
?????6: getfield #2?????????// Field value:[C // 彈出棧頂?shù)淖址貌⑵滟x值給#2處的實(shí)例變量，并將其存放到棧上。
?????9: putfield #2?????????// Field value:[C // 彈出棧頂?shù)淖址眉皩ο笞陨淼囊貌⒆址囊觅x值給本對象自身的實(shí)例變量。
????12: aload_0
????13: aload_1
????14: getfield #3?????????// Field hash:I
????17: putfield #3?????????// Field hash:I
????20: return從字節(jié)碼的角度我們可以得出結(jié)論，new String("abc")在構(gòu)造新對象時(shí)執(zhí)行的是字符串引用的賦值，而不是字符串的拷貝。以上是從源碼及字節(jié)碼的角度來對字符串的內(nèi)存分配進(jìn)行的分析與總結(jié)。
以上這篇java 字符串內(nèi)存分配的分析與總結(jié)(推薦)就是小編分享給大家的全部內(nèi)容了，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。
原文鏈接：www.jb51.net/article/90727.htm