探祕intern()方法

今晚螃蟹下酒發表於2022-02-25

 

最近在閱讀《深入理解Jav虛擬機器》的執行時常量池章節，看到“java語言並不要求常量池一定只有編譯器才能產生...執行期間也可以將新的常量放入常量池，這種特性被開發人員利用得比較多的時String類的intern()方法。"於是我便去深入瞭解了一下。

1     public static void main(String[] args) {
2         String a="王者";
3         String b="榮耀";
4         String c=a+b;
5     }

上述程式碼中，我通過javap命令檢視編譯期的常量池，發現只有字串"王者"和"榮耀"，並無”王者榮耀“，通過反編譯得到的String c=a+b變成了,原來+號會被轉為StringBuilder，並且拼接，注意當String c="王者"+"榮耀"時，編譯器則會優化，常量池裡只有王者榮耀，並無“王者”和“榮耀”

1 String c= (new StringBuilder()).append(a).append(b).toString()

這就很有意思了，也就是說編譯時常量池中並無"王者榮耀"了，因為編譯期不會運算，只有在執行期才能執行方法得到結果。

由上圖可知，"王者榮耀"直接指向堆，並且執行時常量池無"王者榮耀"

 

1     public static void main(String[] args) {
2         String a="王者";
3         String b="榮耀";
4         String c=a+b;
5         String d=c.intern();
6         System.out.println(d==c);
7     }

上面為什麼是true呢，接下來講述inter()

JDK1.7後，intern方法先去查詢常量池中是否有已經存在，如果存在，則返回常量池中的引用，當字串常量池中找不到對應的字串時，而只是生成一個對該字串的引用在字串常量池。所以”王者榮耀”本身不會在字串常量池，而常量池裡面儲存了在堆中王者榮耀的索引，所以為true。JDK1.7之前這裡就不說了。

前面說了intern可以在程式執行時將新的常量放入執行時常量池，接下來就開始演示intern的強大用處

 public static void main(String[]  args) throws Exception {
        long start=System.currentTimeMillis();   //獲取開始時間
        String[] arr = new String[10000000];
        Integer[] a= new Integer[10000000];
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            a[i] = (int)(1+Math.random()*(3));
        }
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            arr[i] = new String(String.valueOf(a[i]));
        }
        long end=System.currentTimeMillis(); //獲取結束時間
        System.out.println("程式執行時間： "+(end-start)+"ms");
    }
    //程式執行時間： 14461ms
    public static void main(String[]  args) throws Exception {
        long start=System.currentTimeMillis();   //獲取開始時間
        String[] arr = new String[10000000];
        Integer[] a= new Integer[10000000];
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            a[i] = (int)(1+Math.random()*(3));
        }
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            arr[i] = new String(String.valueOf(a[i])).intern();
        }
        long end=System.currentTimeMillis(); //獲取結束時間
        System.out.println("程式執行時間： "+(end-start)+"ms");
    }
    //程式執行時間： 1688ms

很簡單的小程式，就是有無呼叫intern方法，但程式執行時間差了10倍！

我們明確的知道，會有很多重複的相同的字串產生，但是這些字串的值都是隻有在執行期才能確定的。所以，我們通過intern顯示的將其加入常量池，這樣可以減少很多字串的重複建立。

new String("王者榮耀")和new String("王者")+new String("榮耀")不管是在編譯期就確定放入常量池還是在執行期，都還是要在堆裡面建立物件的。不同就是new String("王者榮耀")還要指向常量池。new String("王者")+new String("榮耀")不需要指向常量池

new String.intern中。這個過程是不會在Java堆中再建立一個String物件的。

注意，是因為隨機數是執行期才知道的，intern把最先出現的，”1“，“2”，”3“，物件索引放入了常量池，下次在看見”1“，“2”，”3“，返回第一次在堆中String的物件地址，不用建立新物件，所以intern高效，使用intern()在堆中只會建立3個物件，而不使用intern則建立100000000個物件，並且常量池裡並沒有”1“，“2”，”3“

小問題，arri[]=new String("王者榮耀").intern()沒什麼意義的，雖然這樣寫比arri[]=new String("王者榮耀")效率高，可用程式碼驗證，arri[]=new String("王者榮耀").intern()編譯時常量池就出現“王者榮耀”，因為intern不會產生物件所以快，這裡是直接引用了常量池中的字串“王者榮耀”。但intern()並不是這樣的初衷，而是為了解決執行時才出現的常量,不是解決編譯時在字串常量池的問題，這裡比較抽象，多理解一下

筆者技術有限，如有錯誤，請指正，謝謝

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