String，是Java中除了基本数据类型以外，最为重要的一个类型了。很多人会认为他比较简单。但是和String有关的面试题有很多，下面我随便找两道面试题，看看你能不能都答对：
Q1：
String s = new String("hollis");
定义了几个对象。
Q2：如何理解
String
的
intern
方法？
上面这两个是面试题和String相关的比较常考的，很多人一般都知道答案。
A1：若常量池中已经存在”hollis”，则直接引用，也就是此时只会创建一个对象，如果常量池中不存在”hollis”，则先创建后引用，也就是有两个。
A2：当一个String实例str调用intern()方法时，Java查找常量池中是否有相同Unicode的字符串常量，如果有，则返回其的引用，如果没有，则在常量池中增加一个Unicode等于str的字符串并返回它的引用；
两个答案看上去没有任何问题，但是，仔细想想好像哪里不对呀。按照上面的两个面试题的回答，就是说
new String
也会检查常量池，如果有的话就直接引用，如果不存在就要在常量池创建一个，那么还要intern干啥？难道以下代码是没有意义的吗？
String s = new String("Hollis").intern();
如果，每当我们使用new创建字符串的时候，都会到字符串池检查，然后返回。那么以下代码也应该输出结果都是
true
?
String s1 = "Hollis";
String s2 = new String("Hollis");
String s3 = new String("Hollis").intern();
System.out.println(s1 == s2);
System.out.println(s1 == s3);但是，以上代码输出结果为（base jdk1.8.0_73）：
false
true不知道，聪明的读者看完这段代码之后，是不是有点被搞蒙了，到底是怎么回事儿？
别急，且听我慢慢道来。
字面量和运行时常量池
JVM为了提高性能和减少内存开销，在实例化字符串常量的时候进行了一些优化。为了减少在JVM中创建的字符串的数量，字符串类维护了一个字符串常量池。
在JVM运行时区域的方法区中，有一块区域是运行时常量池，主要用来存储
编译期
生成的各种
字面量
和
符号引用
。
了解Class文件结构或者做过Java代码的
反编译
的朋友可能都知道，在java代码被
javac
编译之后，文件结构中是包含一部分
Constant pool
的。比如以下代码：
public static void main(String[] args) {
String s = "Hollis";
}经过编译后，常量池内容如下：
Constant pool:
#1 = Methodref #4.#20 // java/lang/Object."<init>":()V
#2 = String #21 // Hollis
#3 = Class #22 // StringDemo
#4 = Class #23 // java/lang/Object
...
#16 = Utf8 s
..
#21 = Utf8 Hollis
#22 = Utf8 StringDemo
#23 = Utf8 java/lang/Object上面的Class文件中的常量池中，比较重要的几个内容：
#16 = Utf8 s
#21 = Utf8 Hollis
#22 = Utf8 StringDemo
上面几个常量中，
s
就是前面提到的
符号引用
，而
Hollis
就是前面提到的
字面量
。而Class文件中的常量池部分的内容，会在运行期被运行时常量池加载进去。关于字面量，详情参考
Java SE Specifications
new String创建了几个对象
下面，我们可以来分析下
String s = new String("Hollis");
创建对象情况了。
这段代码中，我们可以知道的是，在编译期，
符号引用
s
和
字面量
Hollis
会被加入到Class文件的常量池中，然后在类加载阶段（具体时间段参考Java 中
new String(“字面量”) 中 “字面量” 是何时进入字符串常量池的?
），这两个常量会进入常量池。
但是，这个“进入”阶段，并不会直接把所有类中定义的常量全部都加载进来，而是会做个比较，如果需要加到字符串常量池中的字符串已经存在，那么就不需要再把字符串字面量加载进来了。
所以，当我们说<若常量池中已经存在”hollis”，则直接引用，也就是此时只会创建一个对象>说的就是这个字符串字面量在字符串池中被创建的过程。
说完了编译期的事儿了，该到运行期了，在运行期，
new String("Hollis");
执行到的时候，是要在Java堆中创建一个字符串对象的，而这个对象所对应的字符串字面量是保存在字符串常量池中的。但是，
String s = new String("Hollis");
，
对象的符号引用
s
是保存在Java虚拟机栈上的，他保存的是堆中刚刚创建出来的的字符串对象的引用。
所以，你也就知道以下代码输出结果为false的原因了。
String s1 = new String("Hollis");
String s2 = new String("Hollis");
System.out.println(s1 == s2);
因为，
==
比较的是
s1
和
s2
在堆中创建的对象的地址，当然不同了。但是如果使用
equals
，那么比较的就是字面量的内容了，那就会得到
true
。
在不同版本的JDK中，Java堆和字符串常量池之间的关系也是不同的，这里为了方便表述，就画成两个独立的物理区域了。具体情况请参考Java虚拟机规范。
所以，
String s = new String("Hollis");
创建几个对象的答案你也就清楚了。
常量池中的“对象”是在编译期就确定好了的，在类被加载的时候创建的，如果类加载时，该字符串常量在常量池中已经有了，那这一步就省略了。堆中的对象是在运行期才确定的，在代码执行到new的时候创建的。
运行时常量池的动态扩展
编译期
生成的各种
字面量
和
符号引用
是运行时常量池中比较重要的一部分来源，但是并不是全部。那么还有一种情况，可以在运行期像运行时常量池中增加常量。那就是
String
的
intern
方法。
当一个
String
实例调用
intern()
方法时，Java查找常量池中是否有相同Unicode的字符串常量，如果有，则返回其的引用，如果没有，则在常量池中增加一个Unicode等于str的字符串并返回它的引用；
intern()有两个作用，第一个是将字符串字面量放入常量池（如果池没有的话），第二个是返回这个常量的引用。
我们再来看下开头的那个让人产生疑惑的例子：
String s1 = "Hollis";
String s2 = new String("Hollis");
String s3 = new String("Hollis").intern();
System.out.println(s1 == s2);
System.out.println(s1 == s3);
你可以简单的理解为
String s1 = "Hollis";
和
String s3 = new String("Hollis").intern();
做的事情是一样的（但实际有些区别，这里暂不展开）。都是定义一个字符串对象，然后将其字符串字面量保存在常量池中，并把这个字面量的引用返回给定义好的对象引用。
对于
String s3 = new String("Hollis").intern();
，在未调用
intern
时候，s3指向的是JVM在堆中创建的那个对象的引用的（如图中的s2）。但是当执行了
intern
方法后，s3将指向字符串常量池中的那个字符串常量。
由于s1和s3都是字符串常量池中的字面量的引用，所以s1==s3。但是，s2的引用是堆中的对象，所以s2!=s1。
intern的正确用法
不知道，你有没有发现，在
String s3 = new String("Hollis").intern();
中，其实
intern
是多余的？
因为就算不用
intern
，Hollis作为一个字面量也会被加载到Class文件的常量池，进而加入到运行时常量池中，为啥还要多此一举呢？到底什么场景下才需要使用
intern
呢？
在解释这个之前，我们先来看下以下代码：
String s1 = "Hollis";
String s2 = "Chuang";
String s3 = s1 + s2;
String s4 = "Hollis" + "Chuang";在经过反编译后，得到代码如下：
String s1 = "Hollis";
String s2 = "Chuang";
String s3 = (new StringBuilder()).append(s1).append(s2).toString();
String s4 = "HollisChuang";
可以发现，同样是字符串拼接，s3和s4在经过编译器编译后的实现方式并不一样。s3被转化成
StringBuilder
及
append
，而s4被直接拼接成新的字符串。
如果你感兴趣，你还能发现，
String s4 = s1 + s2;
经过编译之后，常量池中是有两个字符串常量的分别是
Hollis
、
Chuang
（其实
Hollis
和
Chuang
是
String s1 = "Hollis";
和
String s2 = "Chuang";
定义出来的），拼接结果
HollisChuang
并不在常量池中。
如果代码只有
String s4 = "Hollis" + "Chuang";
，那么常量池中将只有
HollisChuang
而没有”Hollis” 和 “Chuang”。
究其原因，是因为常量池要保存的是
已确定
的字面量值。也就是说，对于字符串的拼接，纯字面量和字面量的拼接，会把拼接结果作为常量保存到字符串。
如果在字符串拼接中，有一个参数是非字面量，而是一个变量的话，整个拼接操作会被编译成
StringBuilder.append
，这种情况编译器是无法知道其确定值的。只有在运行期才能确定。
那么，有了这个特性了，
intern
就有用武之地了。那就是很多时候，我们在程序中得到的字符串是只有在运行期才能确定的，在编译期是无法确定的，那么也就没办法在编译期被加入到常量池中。
这时候，对于那种可能经常使用的字符串，使用
intern
进行定义，每次JVM运行到这段代码的时候，就会直接把常量池中该字面值的引用返回，这样就可以减少大量字符串对象的创建了。
如一
深入解析String#intern
文中举的一个例子：
static final int MAX = 1000 * 10000;
static final String[] arr = new String[MAX];
public static void main(String[] args) throws Exception {
Integer[] DB_DATA = new Integer[10];
Random random = new Random(10 * 10000);
for (int i = 0; i < DB_DATA.length; i++) {
DB_DATA[i] = random.nextInt();
}
long t = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < MAX; i++) {
arr[i] = new String(String.valueOf(DB_DATA[i % DB_DATA.length])).intern();
}
System.out.println((System.currentTimeMillis() - t) + "ms");
System.gc();
}
在以上代码中，我们明确的知道，会有很多重复的相同的字符串产生，但是这些字符串的值都是只有在运行期才能确定的。所以，只能我们通过
intern
显示的将其加入常量池，这样可以减少很多字符串的重复创建。
总结
我们再回到文章开头那个疑惑：按照上面的两个面试题的回答，就是说
new String
也会检查常量池，如果有的话就直接引用，如果不存在就要在常量池创建一个，那么还要
intern
干啥？难道以下代码是没有意义的吗？
String s = new String("Hollis").intern();而intern中说的“如果有的话就直接返回其引用”，指的是会把字面量对象的引用直接返回给定义的对象。这个过程是不会在Java堆中再创建一个String对象的。
的确，以上代码的写法其实是使用intern是没什么意义的。因为字面量Hollis会作为编译期常量被加载到运行时常量池。
之所以能有以上的疑惑，其实是对字符串常量池、字面量等概念没有真正理解导致的。有些问题其实就是这样，单个问题，自己都知道答案，但是多个问题综合到一起就蒙了。归根结底是知识的理解还停留在点上，没有串成面。
Hollis写本文的最初动机是一个知识星球球友在学习完<直面Java>相关课程后，跟我有一些关于String的讨论，他的一系列追问我觉得还挺有意思的，有很多思考在里面。
本文中的内容欢迎大家讨论，如有偏颇欢迎指正，文中例子是为了方面讲解特意举的，如有不当之处望谅解。
原文地址：http://www.hollischuang.com/archives/2517
Good luck!
Reprinted by Jimmy.li