面试题：Java中字符串常量池与堆内存的关系

Question

请描述Java字符串常量池在内存中的位置，以及它与堆内存是如何交互的。当使用字面量方式创建字符串和通过new关键字创建字符串时，它们在内存中的分配有何不同？

Answer 1

Java字符串常量池在内存中的位置

1. JDK 1.6及之前：字符串常量池位于方法区（永久代）中。方法区是各个线程共享的内存区域，用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。
2. JDK 1.7及之后：字符串常量池被移到了堆内存中。堆是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块，是被所有线程共享的一块内存区域，几乎所有的对象实例以及数组都在这里分配内存。

字符串常量池与堆内存的交互

1. 常量池引用堆对象：当在代码中使用字符串字面量时，如 String str = "hello";，首先会检查字符串常量池中是否已经存在 "hello" 这个字符串对象。如果存在，则直接返回常量池中该字符串对象的引用；如果不存在，则在堆内存中创建该字符串对象，并将其引用放入字符串常量池中。
2. 字符串操作影响交互：对于字符串的拼接操作，如果拼接结果是编译期可知的常量，如 String s1 = "a" + "b";，在编译时就会直接拼接为 "ab"，并在常量池中查找或创建该字符串对象。如果拼接操作涉及变量，如 String a = "a"; String s2 = a + "b";，在运行时会在堆中创建新的字符串对象，然后根据情况决定是否将其引用放入常量池（例如调用 intern() 方法）。

使用字面量方式创建字符串和通过 new 关键字创建字符串在内存中的分配区别

1. 字面量方式创建：例如 String str1 = "hello";
   • 首先检查字符串常量池中是否存在 "hello" 这个字符串对象。
   • 如果存在，直接返回常量池中该字符串对象的引用，此时堆内存中不会新创建对象（除非常量池中该对象尚未创建）。
   • 如果不存在，在堆内存中创建该字符串对象，并将其引用放入字符串常量池，然后返回该引用。
2. 通过 new 关键字创建：例如 String str2 = new String("hello");
   • 无论字符串常量池中是否存在 "hello"，都会在堆内存中创建一个新的 String 对象。
   • 同时，如果常量池中不存在 "hello"，还会在常量池中创建一个 "hello" 字符串对象（这里创建的对象是共享的，后续使用字面量 "hello" 会直接引用常量池中的这个对象）。而 new 创建的对象与常量池中的对象是不同的对象，只是内容相同。可以通过调用 intern() 方法将 new 创建的字符串对象的引用加入到常量池中，如果常量池中已存在相同内容的字符串，则返回常量池中的引用。