揭秘：Java字符串对象的内存分布原理

先来看看下面寄到关于String的真实面试题，看看你废不废？

String str1 = "Hello";
String str2 = "Hello";
String str3 = new String("Hello");
String str4 = new String("Hello");System.out.println(str1 == str2); // true or false?
System.out.println(str1.equals(str2)); // true or false?
System.out.println(str1 == str3); // true or false?
System.out.println(str1.equals(str3)); // true or false?
System.out.println(str3 == str4); // true or false?

如果要正确回答上面几个面试题，不深入理解String类型的内存原理是不行的，本篇的唯一目的就是言简意赅、深入浅出的梳理String类型的底层原理。

一，字符串存储的内存原理

1，字面量声明字符串对象

String name = "Java";

如上，以字面量声明的字符串String对象存储在堆内存中，而其内容（字符数组）则保存在字符串常量池中（从JDK 7开始，字符串常量池被移到了堆中）。

结合上图，对于代码String name = "Java";，创建的字符串对象的内存分布如下：

• ①String是引用类型，所以变量name存储的是字符串对象的地址值0xefd，指向常量池某一条记录，如箭头①
• ②常量池是HashTable，存储的是字符串对象的地址，如箭头②
• ③String内部使用一个名为value的byte数组存储字符串的，显然变量value是引用类型，所以其值也是地址，指向一个byte数组对象，如上图箭头③
  

那么问题来了，两个字面量相等的变量的内存分布是怎样的呢？

String name = "Java";
String name2 = "Java";

当创建一个String时，如果该字符串已经存在于常量池中，则直接引用该字符串；否则，会在常量池中创建一个新的字符串实例，并返回对该实例的引用。

所以，如上图所示，因为这两个变量都是以字面量声明的，且字符串值都是“Java”，所以变量name和name2会指向同一个地址。

2，构造函数声明字符串对象

String name = new String("Java");

如上，当以构造函数声明字符串对象时，与字面量最大的不同是，创建的字符串对象不会保存在字符串常量池中，字符串String对象存储在堆内存中，其内存分布如下图所示：

类似的问题，创建两个值一样的对象，其内存是怎么分布的呢？

String name = new String("Java");
String name2 = new String("Java");

对于上面代码，如下图所示，会创建两个完全不同的字符串对象。

从上面可以看出，用字面量声明对象，字符串相同时，可以复用字符串对象，有更高的内存利用率。所以，最佳实践是使用字面量声明字符串对象。

二，面试题分析

对于文章开头的面试题：

String str1 = "Hello";
String str2 = "Hello";
String str3 = new String("Hello");
String str4 = new String("Hello");System.out.println(str1 == str2); // true or false?
System.out.println(str1.equals(str2)); // true or false?
System.out.println(str1 == str3); // true or false?
System.out.println(str1.equals(str3)); // true or false?
System.out.println(str3 == str4); // true or false?

①

对象str1和str2是通过字面量创建的，这两个变量在字符串常量池的作用下，指向同一个字符串对象，所以：

System.out.println(str1 == str2); 
System.out.println(str1.equals(str2)); 

结果都是true：

这里需要知道运算符 == 和 函数equals的区别：

• 运算符 ==比较的是两个对象在内存中地址，即栈中变量存储的值
• 函数equals会把内存中的字符串值取出来比较是否相同，如上例，比较的是字符串"Java"和"Java"是否相同

②

变量str3是通过构造函数创建的，所以不会通过常量池复用已经创建的对象，所以两个变量指向不同地址的对象，用运算符==比较的结果是false；但两个对象存储的字符串内容是相同的，用equals比较的结果是true：

System.out.println(str1 == str3);
System.out.println(str1.equals(str3)); 

③

System.out.println(str3 == str4); 
System.out.println(str3.equals(str4)); 

因为对象str3和str4都是通过构造函数创建的，根据前面的分析，会创建两个不同的对象，所以，用运算符==比较的结果是false；但两个对象存储的字符串内容是相同的，用equals比较的结果是true：