探究java的intern方法

本文主要解释java的intern方法的作用和原理，同时会解释一下经常问的String面试题。

首先先说一下结论，后面会实际操作，验证一下结论。intern方法在不同的Java版本中的实现是不一样的。Java6之前是一种实现，Java6之后也就是Java7和Java8是另外一种实现。

先说一下intern方法的定义在Java的String类中是这样定义的，是一个本地方法，其中源码由C实现

public native String intern();

再来看一下源码的注释描述：

* <p>
* When the intern method is invoked, if the pool already contains a
* string equal to this {@code String} object as determined by
* the {@link #equals(Object)} method, then the string from the pool is
* returned. Otherwise, this {@code String} object is added to the
* pool and a reference to this {@code String} object is returned.
* <p>

翻译过来的意思就是：如果常量池中已经有了此字符串，那么将常量池中该字符串的引用返回，如果没有，那么将该字符串对象添加到常量池中，并且将引用返回。

首先要明白，这里注释的该字符串是调用此方法的字符串，返回的是引用。

下面介绍一个new String的知识点，下文再讨论intern的实现的会用到。

有个经典的Java基础面试题，new String("xyz")会创建几个对象？

动手实践后，发现再new String("xyz")有可能会创建一个（不好验证，但是可以通过下文的分析得出结论），也有可能会创建两个（可验证）。

结论：如果常量池中没有 xyz,那么就会创建两个，现在堆中创建一个，然后将对象copy到常量池中，也就是第二次创建，堆中和常量池中是两个对象。

上图的版本是Java8版本。

Java6版本：

intern方法作用：确实如上述注释上所描述，如果常量池中没有字符串，则将该字符串对象加入常量池，并返回引用。

** 这里需要注意：Java6中常量池是在方法区中，而Java1.6版本hotspot采用永久带实现了方法区，永久代是和Java堆区分的，即就是常量池中没有字符串，那么将该字符串对象放入永久带的常量池中，并返回其引用。

Java7和Java8版本：

intern方法作用：和注释描述的并不同，

如果常量池有，那么返回该字符串的引用。

　　　　　　　　如果常量池没有，那么如果是”a“.intern调用，那么就会把”a“放入常量池，并返回”a“在常量池中的引用。

　　　　　　　　　　　　　　　　如果是new String("a").internal ，其中在 new String的时候上文已经说到过，会在堆和常量池各创建一个对象，那么这里返回的就是常量池的字符串a的引用。

　　　　　　　　　　　　　　　　如果是new StringBuilder("a").internal，其中new StringBuilder会在堆中创建一个对象，常量池没有，这里调用intern方法后，**会将堆中字串a的引用放到常量池，注意这里始终只是创建了一个对象，

　　　　　　　　　　　　　　　　返回的引用虽然是常量池的，但是常量池的引用是指向堆中字串a的引用的。

上述粗体字描述部分也就是不同之处，也是intern方法在Java6 之后的使用变化如何体现。

再简单总结一下Java7和Java8的intern方法作用：如果常量池没有，那么会将堆中的字符串的引用放到常量池，注意是引用，然后返回该引用。为什么Java7和Java8会不一样呢，原因就是 Java7之后（部分虚拟机，Hotspot,JRockit）已经将永久代的

常量池、静态变量移出，放入了Java堆中，而永久代也在Java8中完全废弃，方法区改名为元空间。既然常量池已经在Java6之后放入了堆中，那么如果堆中已经创建过此字符串的对象了，那么就没有必要在常量池中再创建一个一毛一样的对象了，直接将其引用拷贝

返回就好了，因为都是处于同一个区域Java堆中。

下面看几个实践：来验证一下上述的结论：

1、下图在new的时候已经创建了两个对象，第二行，只是获取的第一行创建的常量池的对象的引用，实际的对象已经创建过了。这里是两个不同的对象，返回false。

2、和上述一样，只不过这一次第一行，现在常量池创建了对象，第二行发现常量池已经有了，只在堆上创建了一次对象，但仍然是两个对象，引用不同，返回false。

3、第一行，Strignbuilder只会在堆中创建一个对象，第二行调用intern方法后，会将堆中的引用放到到常量池中。第三行发现常量池中已经有这个字符串的引用了，直接返回。因此是同一个引用，返回的都是第一次创建的堆中字串的引用

4、和上述3的不同之处在于没有调用intern方法，因此结果输出不一样。

5、new String之后使用 + 在Java中会进行编译优化，编译成字节码指令后，会将+ 优化成先new Stringbuilder对象，然后调用append方法进行拼接。

如下图：

反编译生成字节码：

因此这里s1最终创建的时候，xyzz字符串并没有在常量池创建，只是在堆中创建了，因为就如同上面的3一样，是new Stringbuilder操作。

所以在调用intern操作后，将其堆中的引用放入常量池并返回。所以后面的结果都是true，因为至始至终都是堆中的一个对象。

6、和上述5是相反的，结果输出也不同。

总结：

在Java6之后，使用intern可以起到优化的作用，但也要看具体的情况，比如在使用加号做字符拼接的时候，如果不想在因为其他的操作在常量池中重新创建相同的对象，那么调用intern方法，在常量池中只会放入一个引用，这时候只创建了一个对象。