面試題：new String()創(chuàng)建幾個(gè)對(duì)象？

常見(jiàn)面試問(wèn)題

下面代碼中創(chuàng)建了幾個(gè)對(duì)象？

new String("abc");

答案眾說(shuō)紛紜，有說(shuō)創(chuàng)建了1個(gè)對(duì)象，也有說(shuō)創(chuàng)建了2個(gè)對(duì)象。答案對(duì)，也不對(duì)，關(guān)鍵是要學(xué)到問(wèn)題底層的原理。

底層原理分析

在上篇文章《面試題系列第1篇：說(shuō)說(shuō)==和equals的區(qū)別？你的回答可能是錯(cuò)誤的》中我們已經(jīng)提到，String的兩種初始化形式是有本質(zhì)區(qū)別的。

String str1 = "abc";  // 在常量池中

String str2 = new String("abc"); // 在堆上

當(dāng)直接賦值時(shí)，字符串“abc”會(huì)被存儲(chǔ)在常量池中，只有1份，此時(shí)的賦值操作等于是創(chuàng)建0個(gè)或1個(gè)對(duì)象。如果常量池中已經(jīng)存在了“abc”，那么不會(huì)再創(chuàng)建對(duì)象，直接將引用賦值給str1；如果常量池中沒(méi)有“abc”，那么創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，并將引用賦值給str1。

那么，通過(guò)new String("abc");的形式又是如何呢？答案是1個(gè)或2個(gè)。

當(dāng)JVM遇到上述代碼時(shí)，會(huì)先檢索常量池中是否存在“abc”，如果不存在“abc”這個(gè)字符串，則會(huì)先在常量池中創(chuàng)建這個(gè)一個(gè)字符串。然后再執(zhí)行new操作，會(huì)在堆內(nèi)存中創(chuàng)建一個(gè)存儲(chǔ)“abc”的String對(duì)象，對(duì)象的引用賦值給str2。此過(guò)程創(chuàng)建了2個(gè)對(duì)象。

當(dāng)然，如果檢索常量池時(shí)發(fā)現(xiàn)已經(jīng)存在了對(duì)應(yīng)的字符串，那么只會(huì)在堆內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)新的String對(duì)象，此過(guò)程只創(chuàng)建了1個(gè)對(duì)象。

在上述過(guò)程中檢查常量池是否有相同Unicode的字符串常量時(shí)，使用的方法便是String中的intern()方法。

public native String intern();

下面通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的示意圖看一下String在內(nèi)存中的兩種存儲(chǔ)模式。

上面的示意圖我們可以看到在堆內(nèi)創(chuàng)建的String對(duì)象的char value[]屬性指向了常量池中的char value[]。

還是上面的示例，如果我們通過(guò)debug模式也能夠看到String的char value[]的引用地址。

圖中兩個(gè)String對(duì)象的value值的引用均為{char[3]@1355}，也就是說(shuō)，雖然是兩個(gè)對(duì)象，但它們的value值均指向常量池中的同一個(gè)地址。當(dāng)然，大家還可以拿一個(gè)復(fù)雜對(duì)象（Person）的字符串屬性（name）相同時(shí)的debug結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果是一樣的。

深入問(wèn)法

如果面試官說(shuō)程序的代碼只有下面一行，那么會(huì)創(chuàng)建幾個(gè)對(duì)象？

new String("abc");

答案是2個(gè)？

還真不一定。之所以單獨(dú)列出這個(gè)問(wèn)題是想提醒大家一點(diǎn)：沒(méi)有直接的賦值操作（str="abc"），并不代表常量池中沒(méi)有“abc”這個(gè)字符串。也就是說(shuō)衡量創(chuàng)建幾個(gè)對(duì)象、常量池中是否有對(duì)應(yīng)的字符串，不僅僅由你是否創(chuàng)建決定，還要看程序啟動(dòng)時(shí)其他類(lèi)中是否包含該字符串。

升級(jí)加碼

以下實(shí)例我們暫且不考慮常量池中是否已經(jīng)存在對(duì)應(yīng)字符串的問(wèn)題，假設(shè)都不存在對(duì)應(yīng)的字符串。

以下代碼會(huì)創(chuàng)建幾個(gè)對(duì)象：

String str = "abc" + "def";

上面的問(wèn)題涉及到字符串常量重載“+”的問(wèn)題，當(dāng)一個(gè)字符串由多個(gè)字符串常量拼接成一個(gè)字符串時(shí)，它自己也肯定是字符串常量。字符串常量的“+”號(hào)連接Java虛擬機(jī)會(huì)在程序編譯期將其優(yōu)化為連接后的值。

就上面的示例而言，在編譯時(shí)已經(jīng)被合并成“abcdef”字符串，因此，只會(huì)創(chuàng)建1個(gè)對(duì)象。并沒(méi)有創(chuàng)建臨時(shí)字符串對(duì)象abc和def，這樣減輕了垃圾收集器的壓力。

我們通過(guò)javap查看class文件可以看到如下內(nèi)容。?很明顯，字節(jié)碼中只有拼接好的abcdef。

針對(duì)上面的問(wèn)題，我們?cè)俅紊?jí)一下，下面的代碼會(huì)創(chuàng)建幾個(gè)對(duì)象？

String str = "abc" + new String("def");

創(chuàng)建了4個(gè)，5個(gè)，還是6個(gè)對(duì)象？

4個(gè)對(duì)象的說(shuō)法：常量池中分別有“abc”和“def”，堆中對(duì)象new String("def")和“abcdef”。

這種說(shuō)法對(duì)嗎？不完全對(duì)，如果說(shuō)上述代碼創(chuàng)建了幾個(gè)字符串對(duì)象，那么可以說(shuō)是正確的。但上述的代碼Java虛擬機(jī)在編譯的時(shí)候同樣會(huì)優(yōu)化，會(huì)創(chuàng)建一個(gè)StringBuilder來(lái)進(jìn)行字符串的拼接，實(shí)際效果類(lèi)似：

String s = new String("def");
new StringBuilder().append("abc").append(s).toString();

很顯然，多出了一個(gè)StringBuilder對(duì)象，那就應(yīng)該是5個(gè)對(duì)象。

那么創(chuàng)建6個(gè)對(duì)象是怎么回事呢？有同學(xué)可能會(huì)想了，StringBuilder最后toString()之后的“abcdef”難道不在常量池存一份嗎？

這個(gè)還真沒(méi)有存，我們來(lái)看一下這段代碼：

@Test
public void testString3() {
	String s1 = "abc";
	String s2 = new String("def");
	String s3 = s1 + s2;
	String s4 = "abcdef";
	System.out.println(s3==s4); // false
}

按照上面的分析，如果s1+s2的結(jié)果在常量池中存了一份，那么s3中的value引用應(yīng)該和s4中value的引用是一樣的才對(duì)。下面我們看一下debug的效果。

很明顯，s3和s4的值相同，但value值的地址并不相同。即便是將s3和s4的位置調(diào)整一下，效果也一樣。s4很明確是存在于常量池中，那么s3對(duì)應(yīng)的值存儲(chǔ)在哪里呢？很顯然是在堆對(duì)象中。

我們來(lái)看一下StringBuilder的toString()方法是如何將拼接的結(jié)果轉(zhuǎn)化為字符串的：

@Override
public String toString() {
    // Create a copy, don't share the array
    return new String(value, 0, count);
}

很顯然，在toString方法中又新創(chuàng)建了一個(gè)String對(duì)象，而該String對(duì)象傳遞數(shù)組的構(gòu)造方法來(lái)創(chuàng)建的：

public String(char value[], int offset, int count)

也就是說(shuō)，String對(duì)象的value值直接指向了一個(gè)已經(jīng)存在的數(shù)組，而并沒(méi)有指向常量池中的字符串。

因此，上面的準(zhǔn)確回答應(yīng)該是創(chuàng)建了4個(gè)字符串對(duì)象和1個(gè)StringBuilder對(duì)象。

小結(jié)

我們通過(guò)一行創(chuàng)建字符串的代碼逐步分析String對(duì)象的整個(gè)構(gòu)建及拼接過(guò)程，了解了底層實(shí)現(xiàn)原理。是不是很有意思？當(dāng)你掌握了這些底層基本知識(shí)，即便面試題的形式如何變化，你必定能一眼識(shí)破真相。