Что такое пул строк Java?
Как следует из названия, пул строк в Java — это пул строк, хранящихся в памяти кучи Java. Мы знаем, что String — это особый класс в java, и мы можем создавать объекты String, используя оператор new, а также предоставляя значения в двойных кавычках.
Пул строк в Java
package com.journaldev.util; public class StringPool < /** * Java String Pool example * @param args */ public static void main(String[] args) < String s1 = "Cat"; String s2 = "Cat"; String s3 = new String("Cat"); System.out.println("s1 == s2 :"+(s1==s2)); System.out.println("s1 == s3 :"+(s1==s3)); >> Вывод вышеуказанной программы:
s1 == s2 :true s1 == s3 :false Рекомендуем прочитать: класс Java String
Сколько строк создается в пуле строк?
Иногда на java-интервью вам задают вопрос о пуле строк. Например, сколько строк создается в приведенном ниже выражении;
String str = new String("Cat"); В приведенном выше выражении будет создана либо 1, либо 2 строки. Если в пуле уже есть строковый литерал \Cat, то в пуле будет создана только одна строка \str. Если в пуле нет строкового литерала \Cat, то он будет сначала создан в пуле, а затем в пространстве кучи, поэтому всего будет создано 2 строковых объекта. Читайте: Java String Interview Questions
Главная
Пул строк — это конкретная реализация JVM концепции string interning.
Когда мы используем двойные кавычки для создания строки, сначала ищется строка в пуле с таким же значением, если находится, то просто возвращается ссылка, иначе создается новая строка в пуле, а затем возвращается ссылка .
Пул строк возможен исключительно благодаря неизменяемости строк в Java и реализации идеи интернирования строк. Пул строк также является примером паттерна Приспособленец (Flyweight).
когда мы используем оператор new , мы принуждаем класс String создать новый объект строки, а затем мы можем использовать метод intern() для того, чтобы поместить строку в пул, или получить из пула ссылку на другой объект String с таким же значением.
Когда метод intern() вызван, если пул строк уже содержит строку, эквивалентную к нашему объекту, что подтверждается методом equals (Object), тогда возвращается ссылка на строку из пула. В противном случае объект строки добавляется в пул и ссылка на этот объект возвращается.
Сборка мусора :
До Java 7 , пул Java String помещался в пространство PermGen , которое имеет фиксированный размер — его нельзя развернуть во время выполнения и не подходит для сборки мусора .
Риск интернирования строк в PermGen (вместо кучи ) заключается в том, что мы можем получить ошибку OutOfMemory от JVM, если интернируем слишком много строк .
Начиная с Java 7, пул Java String хранится в пространстве Heap , собираемым JVM . Преимущество этого подхода заключается в уменьшении риска ошибки OutOfMemory, поскольку строки, на которые нет ссылок, будут удалены из пула, тем самым освобождая память.
работа пула строк :
public class MyStringPool < public static void main(String[] args) < String s1 = "Cat"; // создаем строку и помещаем ее в pool строк String s2 = "Cat"; // создаем строку и помещаем ее в pool строк String s3 = new String("Cat"); // создаем новый обьект (не помещаем его в pool) System.out.println("s1 == s2 :"+(s1==s2)); System.out.println("s1 == s3 :"+(s1==s3)); > > s1 == s2 :true s1 == s3 :false
*.intern() :
String str1 = "first"; String str2 = "first"; String str3 = new String("first"); str3 = str3.intern(); System.out.println(str1 == str2); System.out.println(str2 == str3); System.out.println(str1 == str3); true true true
Полезные ссылки:
- «str».intern() in JavaDoc (Java 8)
- «str».intern() in JavaDoc (Java 7)
- «str».intern() in JavaDoc (Java 6)
Руководство по пулу строк Java
Объект String является наиболее часто используемым классом в языке Java.
В этой быстрой статье мы рассмотрим пул строк Java — специальную область памяти, в которой JVM хранит строки .
2. Стажировка строк
Благодаря неизменности строк в Java, JVM может оптимизировать объем выделяемой для них памяти, сохраняя в пуле только одну копию каждой литеральной строки . Этот процесс называется интернированием .
Когда мы создаем переменную String и присваиваем ей значение, JVM ищет в пуле строку с равным значением.
Если он найден, компилятор Java просто вернет ссылку на свой адрес памяти, не выделяя дополнительной памяти.
Если он не найден, он будет добавлен в пул (интернирован), и его ссылка будет возвращена.
Давайте напишем небольшой тест, чтобы проверить это:
String constantString1 = "ForEach"; String constantString2 = "ForEach"; assertThat(constantString1) .isSameAs(constantString2); 3. Строки , выделенные с помощью конструктора
Когда мы создаем String с помощью оператора new , компилятор Java создаст новый объект и сохранит его в пространстве кучи, зарезервированном для JVM.
Каждая строка , созданная таким образом, будет указывать на другую область памяти со своим собственным адресом.
Давайте посмотрим, чем это отличается от предыдущего случая:
String constantString = "ForEach"; String newString = new String("ForEach"); assertThat(constantString).isNotSameAs(newString); 4. Строковый литерал против строкового объекта
Когда мы создаем объект String с помощью оператора new() , он всегда создает новый объект в куче памяти. С другой стороны, если мы создадим объект, используя синтаксис строкового литерала, например, « ForEach », он может вернуть существующий объект из пула строк, если он уже существует. В противном случае он создаст новый объект String и поместит его в пул строк для повторного использования в будущем.
На высоком уровне оба являются объектами String , но основное различие заключается в том, что оператор new() всегда создает новый объект String . Кроме того, когда мы создаем строку , используя литерал, она интернируется.
Это станет намного яснее, если мы сравним два объекта String , созданные с использованием литерала String и оператора new :
String first = "ForEach"; String second = "ForEach"; System.out.println(first == second); // True В этом примере объекты String будут иметь одну и ту же ссылку.
Далее создадим два разных объекта с помощью new и проверим, что у них разные ссылки:
String third = new String("ForEach"); String fourth = new String("ForEach"); System.out.println(third == fourth); // False Точно так же, когда мы сравниваем литерал String с объектом String, созданным с помощью оператора new() с помощью оператора ==, он вернет false:
String fifth = "ForEach"; String sixth = new String("ForEach"); System.out.println(fifth == sixth); // False В общем, мы должны использовать литеральную нотацию String , когда это возможно . Его легче читать, и он дает компилятору возможность оптимизировать наш код.
5. Стажировка вручную
Мы можем вручную интернировать строку в пуле строк Java, вызвав метод intern() для объекта, который мы хотим интернировать.
Интернирование строки вручную сохранит ее ссылку в пуле, и JVM вернет эту ссылку при необходимости.
Давайте создадим тестовый пример для этого:
String constantString = "interned ForEach"; String newString = new String("interned ForEach"); assertThat(constantString).isNotSameAs(newString); String internedString = newString.intern(); assertThat(constantString) .isSameAs(internedString); 6. Сбор мусора
До Java 7 JVM помещала Java String Pool в пространство PermGen , которое имеет фиксированный размер — его нельзя расширить во время выполнения и нельзя использовать для сборки мусора .
Риск интернирования Strings в PermGen (вместо Heap ) заключается в том, что мы можем получить ошибку OutOfMemory от JVM, если интернируем слишком много Strings .
Начиная с Java 7, пул строк Java хранится в пространстве кучи , которое является мусором , собираемым JVM . Преимущество этого подхода заключается в снижении риска ошибки OutOfMemory , поскольку строки , на которые нет ссылок , будут удалены из пула, тем самым освобождая память.
7. Производительность и оптимизация
В Java 6 единственная оптимизация, которую мы можем выполнить, — это увеличение пространства PermGen во время вызова программы с параметром JVM MaxPermSize :
-XX:MaxPermSize=1G В Java 7 у нас есть более подробные параметры для проверки и расширения/уменьшения размера пула. Рассмотрим два варианта просмотра размера пула:
-XX:+PrintFlagsFinal -XX:+PrintStringTableStatistics Если мы хотим увеличить размер пула с точки зрения сегментов, мы можем использовать параметр StringTableSize JVM:
-XX:StringTableSize=4901 До Java 7u40 размер пула по умолчанию составлял 1009 сегментов, но в более поздних версиях Java это значение претерпело некоторые изменения. Если быть точным, размер пула по умолчанию от Java 7u40 до Java 11 составлял 60013, а теперь он увеличился до 65536.
Обратите внимание, что увеличение размера пула потребует больше памяти, но имеет то преимущество, что сокращает время, необходимое для вставки строк в таблицу.
8. Примечание о Java 9
До Java 8 строки были внутренне представлены как массив символов — char[] , закодированный в UTF-16 , так что каждый символ использует два байта памяти.
В Java 9 предоставляется новое представление, называемое компактными строками. Этот новый формат выберет подходящую кодировку между char[] и byte[] в зависимости от сохраненного содержимого.
Поскольку новое представление String будет использовать кодировку UTF-16 только при необходимости, объем памяти кучи будет значительно меньше, что, в свою очередь, приведет к меньшим накладным расходам сборщика мусора на JVM.
9. Заключение
В этом руководстве мы показали, как JVM и компилятор Java оптимизируют выделение памяти для объектов String через Java String Pool.
Все примеры кода, использованные в статье, доступны на GitHub .
Что такое пул строк в Java?
Пул строк (String Pool) — это множество строк в кучи (Java Heap Memory). Мы знаем, что String — особый класс в java, с помощью которого мы можем создавать строковые объекты.
На диаграмме ниже мы видим как именно строковый пул расположен в памяти Java Heap. И как разные способы создания строк влияют на расположение их в памяти.
Сам строковый пул возможен только потому, что строки в Java неизменные. Также пул строк позволяет сохранить память в Java Runtime, хотя это и требует больше времени на создание самой строки.
Пример работы с пулом строк
Когда мы используем двойные кавычки, чтобы создать новую строку, то первым делом идет поиск строки с таким же значением в пуле строк. Если java такую строку нашла, то возвращает ссылку, в противном случае создается новая строка в пуле, а затем возвращается ссылка.
Однако использование оператора new заставляет класс String создать новый объект String. После этого можем использовать метод intern() , чтобы поместить этот объект в пул строк или обратиться к другому объекту из пула строк, который имеет такое же значение.
Ниже приведена программа, которая демонстрирует работу с пулом строк: