Java中的JVM字符串常量池详解

一、字符串常量池的基本概念
字符串常量池（String Pool）是JVM在方法区（Java 8后位于元空间）中开辟的一块特殊内存区域，用于存储字符串常量。其主要目的是减少重复字符串对象的内存开销，通过共享不可变对象来优化性能。例如：

String s1 = "hello";
String s2 = "hello"; // 不会创建新对象，直接引用常量池中的"hello"

此时s1和s2指向同一个内存地址。

二、字符串常量池的底层结构

• Java 7之前：字符串常量池位于永久代（PermGen），容易引发内存溢出。
• Java 7及以后：字符串常量池被移到堆内存中，便于垃圾回收和管理。
• 底层实现：使用哈希表（HashTable） 存储字符串引用，Key为字符串的哈希值，Value为对应String对象的引用。

三、字符串创建的两种方式与常量池的关系

1. 直接赋值（字面量）：

   String s1 = "java"; // 步骤1：检查常量池是否存在"java"
   

   • 若存在，直接返回引用；
   • 若不存在，在常量池中创建新对象并返回引用。

2. new关键字创建：

   String s2 = new String("java"); // 步骤1：与字面量相同，先检查常量池
   

   • 常量池中若无"java"，则先在常量池创建；
   • 然后在堆中创建新String对象，并返回堆中对象的引用。
     此时，堆对象与常量池中的对象地址不同，但内容相同。

四、intern()方法的作用
intern()方法用于主动将字符串对象添加到常量池：

• 若常量池中已存在相同内容的字符串，则返回常量池中的引用；
• 若不存在，JDK 6会将对象复制到常量池；JDK 7+ 则直接将堆中对象的引用存入常量池。

String s3 = new String("world").intern(); // 强制使用常量池中的引用

五、内存分配示例分析

String a = "hi";          // 常量池创建"hi"
String b = new String("hi"); // 堆中创建新对象，常量池已存在"hi"
String c = b.intern();    // 返回常量池中"hi"的引用
System.out.println(a == b); // false（地址不同）
System.out.println(a == c); // true（均指向常量池）

六、常量池与垃圾回收
由于字符串常量池位于堆中（Java 7+），其中的对象可以被垃圾回收。当常量池中的字符串不再被任何引用指向时，JVM会在GC时将其回收。

七、性能优化建议

1. 优先使用字面量赋值，避免不必要的堆对象创建；
2. 在需要重复使用大量相同字符串时，可调用intern()减少内存占用（但需权衡哈希表操作的开销）；
3. 谨慎在循环中使用intern()，可能导致哈希冲突性能下降。