面试题：Java字符串的intern()方法及内存优化

Question

阐述Java中字符串的intern()方法的作用和原理。在什么场景下使用intern()方法能够优化内存，并且说明使用不当可能带来的风险。举例说明intern()方法如何影响字符串在内存中的存储。

Answer 1

1. intern()方法的作用

intern()方法用于返回字符串对象的规范化表示形式。它会检查字符串常量池中是否存在与当前字符串内容相同的字符串，如果存在，则返回常量池中该字符串的引用；如果不存在，则将当前字符串添加到常量池中，并返回该字符串在常量池中的引用。

2. intern()方法的原理

在Java中，字符串常量池是一个特殊的内存区域，用于存储字符串常量。intern()方法通过比较字符串的内容，利用equals方法来判断常量池中是否已有相同内容的字符串。如果找到匹配的字符串，就返回常量池中该字符串的引用，否则在常量池中创建一个新的字符串实例，并返回其引用。

3. 优化内存的场景

• 大量重复字符串场景：当程序中存在大量相同内容的字符串对象时，使用intern()方法可以让这些字符串共享常量池中的同一个实例，从而减少内存占用。例如，在处理大量日志信息、配置文件读取等场景下，如果有很多重复的字符串，调用intern()方法可以优化内存。

4. 使用不当的风险

• 性能问题：调用intern()方法时，每次都会在常量池中进行查找操作，这会带来一定的性能开销。如果在循环中频繁调用intern()方法，可能会导致性能下降。
• 内存泄漏风险：由于字符串常量池在Java 7之前位于永久代（PermGen），Java 7及之后位于堆内存中，若滥用intern()方法，常量池可能会被大量字符串填满，导致内存溢出问题，特别是在Java 7之前，永久代的空间有限，更容易出现这种情况。

5. 举例说明对字符串内存存储的影响

public class StringInternExample {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = new String("hello");
        String s2 = s1.intern();
        String s3 = "hello";

        System.out.println(s1 == s2); // false，s1是堆中的对象，s2是常量池中的对象
        System.out.println(s2 == s3); // true，s2和s3都指向常量池中的同一个"hello"字符串
    }
}

在上述代码中，s1是通过new关键字在堆中创建的字符串对象。调用s1.intern()后，s2指向常量池中的"hello"字符串。s3直接使用字符串字面量创建，也指向常量池中的"hello"字符串。所以，s1 == s2为false，而s2 == s3为true。这表明intern()方法可以使不同的字符串对象指向常量池中的同一个实例，从而影响字符串在内存中的存储方式。