当前位置:

首页 > 编程开发 > Java中String在内存里到底是怎么存的

Java中String在内存里到底是怎么存的

字符串字面量存储在字符串常量池中,JDK7后常量池移至堆。newString("abc")会在堆创建实例,若常量池无对应字面量则额外创建。String具有不可变性、共享性和动态性,堆实例与常量池共享底层字符数组。

说在前面:

关于JVM的五个核心数据区域,前面已经聊了三块内容。按照计划,接下来应该讲垃圾回收了。但学到这里时,发现有一个知识点绕不过去——String的存储机制。原因很简单:要搞懂GC,先得弄明白对象在堆里是怎么分配的。而String恰好是个典型例子——它既有对象实例在堆里,又有字面量待在常量池中,还牵扯到“两个对象还是一个新对象”这类经典问题。所以,趁这个机会插一篇文章,专门把String在内存里的位置彻底捋清楚。

Ja va中String在内存里到底是怎么存的

先问你一个问题

String s1 = "abc";
String s2 = new String("abc");

这两行代码,s1和s2指向的,是同一个对象吗?

不少人一开始会直觉认为:不都是“abc”吗,肯定一样啊。但答案是:不一样。s1指向的是常量池里的“abc”,而s2指向的是堆里new出来的那个实例。

这个结论,可以说是理解String内存模型的认知转折点。下面我们就围绕这件事展开。

字符串字面量存在哪里

先说结论:字符串字面量,存在字符串常量池里。

所谓字面量,就是你在代码里直接用双引号包起来的那些字符串,比如:

"hello"
"abc"
"JVM 真的很难学"

这些字符串在编译阶段,就会被编译器收进class文件的常量池。等到类加载完成之后,它们会被放进字符串常量池中。

常量池的位置变过

一个很有意思的细节是——字符串常量池的位置,在JDK 7的时候发生过一次迁移:

JDK 版本 字符串常量池的位置
JDK 6 及之前 方法区(永久代)
JDK 7 起 堆中

为什么搬?因为永久代(PermGen)的空间是固定且有限的。字符串常量池里的字符串一多,就容易把永久代撑爆,抛OutOfMemoryError: PermGen space。搬到堆里之后,堆空间可以动态扩展,GC也能更从容地管理它。

new String("abc")到底干了什么

这个操作,可以说是最值得搞明白的细节了,也是面试题里的常客。

看这行代码:

String s = new String("abc");

很多人以为它就创建了一个对象。实际上最多创建了两个对象。

拆解一下步骤:

第一步:new指令在堆里创建一个String实例

new关键字就是在堆上分配内存,创建一个String对象。这个对象此刻还是个“空壳”——它的值还没确定。

第二步:JVM拿着字面量去常量池里找

因为构造方法里传了"abc"这个字符串字面量,JVM会去字符串常量池里找一找,有没有"abc"这个字符串。

这时候有两种情况:

情况一:常量池里之前没有“abc”

那JVM就会在常量池里创建一个"abc"对象。这时候就有两个对象了:一个是常量池里的"abc",一个是堆里的new String()实例。后者会引用前者的值。

情况二:常量池里已经有“abc”了

那就不创建新的了,直接复用已有的。这时候只创建了一个对象——就是堆里那个new String()实例。

第三步:引用s存在当前方法的栈帧里

不管创建了几个对象,最终s这个引用存在当前方法的栈帧里,指向堆里的那个String实例,而不是直接指向常量池里的“abc”。

一张图看清楚

栈(Stack)               堆(Heap)
┌──────────┐            ┌──────────────────────────┐
│ s (引用)  │ ────────→ │  new String("abc") 实例   │
└──────────┘            │                         │
                        │  字符串常量池(堆中)     │
                        │  ┌───────────────────┐  │
                        │  │    "abc" 字面量    │  │
                        │  └───────────────────┘  │
                        └──────────────────────────┘

注意箭头的方向:s → new String("abc")实例 → 常量池中的"abc"(作为内部char[]引用)。

怎么验证?

写一段代码验证一下,结果就很清晰:

String s1 = "abc";
String s2 = new String("abc");

System.out.println(s1 == s2);       // false:s1 指向常量池,s2 指向堆
System.out.println(s1.equals(s2));  // true:内容是一样的

s1 == s2是false,说明它们不是同一个对象——一个在常量池里,一个在堆里。而s1.equals(s2)是true,因为equals()比较的是字符串的内容,不是引用地址。

字符串常量池的四个关键特性

梳理下来,字符串常量池有四个关键特性值得记住:

1. 不可变性

String对象一旦创建,它的值就不能改了。你所做的任何“修改”操作(比如concat()、replace()、substring())都是创建了一个新对象,原来的字符串纹丝不动。

很多人不理解为什么String要设计成不可变的。其实,不可变性是常量池能工作的前提——如果字符串可变,两个引用共享同一个“abc”,其中一个改了,另一个就跟着乱套了。

2. 共享性

相同的字符串字面量在常量池里只存一份。不管你在代码里写了多少次"hello",常量池里只会有一个"hello"对象,所有引用都指向它。

这就是为什么前面那个例子可以用==判断:

String x = "abc";
String y = "abc";
System.out.println(x == y);  // true:指向同一个常量池对象

3. 动态性

常量池不是编译完就定死了,程序跑起来之后也可以往里面加内容。

最典型的例子是String.intern()方法:

String s = new String("abc").intern();

intern()的作用是:去常量池里找有没有相同内容的字符串,如果有就返回常量池里的那个引用;如果没有,就把当前字符串的内容放到常量池里。可以说,intern()方法的本质是:手动把堆里的字符串“注册”到常量池里。

4. 位置挪到了堆里

JDK 7之前常量池在永久代,JDK 7之后挪到了堆里。这样做的好处很明显:

  • 堆空间可以动态扩展,不用担心PermGen太小
  • 堆的GC机制更强,常量池里的无用字符串可以被回收(虽然概率不高,但至少有了这个能力)

一个让人纠结了好久的细节

学这篇的时候有一个细节让人纠结了很久:new String("abc")创建的两个对象,在内存里到底是什么关系?

画一个更详细的图,帮助理解:

栈                    堆
┌─────────┐         ┌────────────────────────────┐
│ s        │ ──────→│ new String (value = char[]) │
│ (引用)   │         │  ┌──────────────────────┐  │
└─────────┘         │  │ char[] 引用 ────────→ │  │
                    │  └──────────────────────┘  │
                    │                            │
                    │ 字符串常量池               │
                    │  ┌──────────────────────┐  │
                    │  │ "abc" → char[]对象    │  │
                    │  └──────────────────────┘  │
                    └────────────────────────────┘

new出来的String对象内部有一个value字段(char[]类型),它引用的就是常量池里那个"abc"的底层char数组。

所以整个链路是:s(栈引用)→ new String实例(堆对象)→ 共享的char[]数组(常量池的底层数据)。

也就是说,常量池里的"abc"和new出来的String,共享了底层的字符数据。常量池存了一份char[],堆里的对象拿着一个引用指向它,而不会再重复存一份内容。

明白了这个机制,再回头看“两个对象”这个说法,才能真正理解是哪两个对象,以及它们之间的关系。

最后串一下:和前面几篇的关系

学到这里会发现,这一篇其实是把前面几篇的知识点串起来了:

  • 栈——方法里的String引用存在栈帧里
  • 堆——new String()的实例存在堆里
  • 方法区/元空间——类的字节码信息、class文件常量池在这个区域
  • 字符串常量池——JDK 7+在堆里,存字符串字面量

一个简单的String s = new String("abc"),牵扯到了JVM三大内存区域。学完前三篇再回头看这个,确实有一种“哦,原来如此”的感觉。

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系bd@zhengruan.com
作者最新文章
编程开发 Java
相关文章 更多
codex安装windows教程桌面版完整安装步骤指南
codex安装windows教程桌面版完整安装步骤指南

详解如何在 Windows 电脑上通过 Microsoft Store 安装 Codex 桌面应用,包括启动登录、切换 Codex 模式、关联本地代码项目及终端环境配置的界面操作指引。

github配置ssh key windows
github配置ssh key windows

本文详解如何在Windows环境中使用PowerShell生成SSH密钥对,配置ssh-agent自动加载私钥,并将公钥安全添加至GitHub账户,最后通过git remote set-url切换为SSH地址,解决每次操作需输入账号密码的问题。

backdrop和background区别
backdrop和background区别

深入解析backdrop与background在网页开发及视觉设计中的区别。通过CSS代码示例,展示如何正确使用background设置元素背景,以及利用backdrop-filter创建弹窗遮罩模糊效果,避免概念混用。

windsurf ide download Windows版安装教程
windsurf ide download Windows版安装教程

详解 Windsurf IDE 在 Windows 系统的下载来源、安装步骤及首次启动界面。指导用户如何导入编辑器设置、打开项目文件夹及使用终端与 AI 功能,适合初次接触该工具的开发者阅读。

ServBay安装配置详细教程与操作指南
ServBay安装配置详细教程与操作指南

新手入门 ServBay 本地开发环境,详解安装包下载、Dashboard 状态监控、Packages 组件安装、Services 服务控制及 Websites 项目配置。掌握 .servbay.config 版本管理与日志排查技巧,快速搭建稳定的 PHP、Node.js 等多语言开发环境。

codekit环境配置指南从安装到环境搭建完整教程
codekit环境配置指南从安装到环境搭建完整教程

详解 CodeKit 在 macOS 下的安装步骤、项目导入方法、Sass与JavaScript编译设置及浏览器自动刷新功能,助您快速搭建高效的前端开发环境。

codex安装windows 命令行完整操作教程
codex安装windows 命令行完整操作教程

详解Windows环境下安装OpenAI Codex CLI的步骤,包括WSL环境检查、Node.js/npm配置、npm全局安装命令及首次启动验证,适合开发者快速上手。

NativeRest环境配置要求与完整操作教程
NativeRest环境配置要求与完整操作教程

学习如何配置 NativeRest REST API 客户端。涵盖 Windows/macOS/Linux 安装后的工作区创建、环境变量管理、请求编辑及响应查看步骤,帮助开发者快速完成基础环境搭建与连通性测试。

CSS设置透明度的注意事项有哪些?opacity属性详解
CSS设置透明度的注意事项有哪些?opacity属性详解

深入解析CSS中设置透明度的核心属性opacity,剖析子元素继承、事件穿透、层叠上下文等关键注意事项,并提供与rgba、hsla的实用选型对比。

flutter页面传值到后台的方法及示例代码
flutter页面传值到后台的方法及示例代码

flutter页面传值到后台的完整实现方法及示例代码,帮助读者快速掌握相关技术要点。

查看更多
精品专题 更多
装机必备
装机必备

正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

Windows
Windows

正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

PDF教程
PDF教程

正软商城PDF教程频道提供PDF编辑、转换、合并、拆分、压缩及格式处理方法,同时介绍常用PDF软件和工具的使用技巧。

Mac软件 更多
WPS Office macOS版
WPS Office macOS版
macOS

WPS Office是一款面向macOS用户的综合办公套件,将文字处理、电子表格、演示文稿、PDF工具、模板与云协作整合在同一应用中。它兼容常见Microsoft Office格式,支持Intel及Apple芯片Mac,基础功能可免费使用,

Shapr3D macOS版
Shapr3D macOS版
Mac

Shapr3D是一款面向工业设计、机械工程、建筑概念和三维打印工作流的CAD软件。Mac版采用Parasolid建模内核,支持草图约束、实体建模、工程图、可视化渲染及常见CAD格式交换,并可通过账户在多台设备之间同步项目。

REAPER macOS版
REAPER macOS版
Mac

REAPER是Cockos开发的数字音频工作站,提供多轨音频与MIDI录制、剪辑、处理、混音和母带制作工具。Mac版兼容Intel与Apple芯片,支持AU、VST、VST3、CLAP等插件格式,并提供高度可定制的工作流程。

WINDOWS 更多
Adobe Photoshop Windows版
Adobe Photoshop Windows版
Windows

Adobe Photoshop 是面向摄影师、设计师和内容创作者的专业图像处理工具,可在 Windows 上完成照片修饰、选区抠图、图层合成、文字排版、绘画及生成式编辑。软件采用订阅授权,由 Creative Cloud 管理安装、更新与许

Adobe InDesign Windows版
Adobe InDesign Windows版
Windows

Adobe InDesign 是面向印刷与数字出版的专业页面排版工具,可制作书籍、杂志、宣传册、海报、交互式 PDF 和电子书。它提供精细的文字样式、多页面管理、印前检查及多格式输出能力,并能与 Photoshop、Illustrator

Adobe Illustrator Windows版
Adobe Illustrator Windows版
Windows

Adobe Illustrator 是用于绘制矢量图形、插画、图标、徽标和版式的专业设计工具。它以路径和锚点为核心,作品放大后仍能保持清晰,并提供画板、文字、渐变、图像描摹及精确变换等功能,适合品牌视觉、印刷物料、数字界面和商业插画创作。