可以證明，字元串操作是計算機程式設計中最常見的行為，尤其是在Java大展拳腳的Web系統中更是如此。
---《Thinking in Java》
提到Java中的String,總是有說不完的知識點，它對于剛接觸Java的人來說，有太多太多的值得研究的東西了，可是為什麼Java中的String這麼獨特呢？今天我們來一探究竟。
基本資料類型
衆所周知Java有八大基本資料類型，那麼基本資料類型與對象有什麼異同呢？
基本資料類型不是對象
基本資料類型能直接存儲變量對應的值在堆棧中，存取更加高效
使用友善，不用new建立，每次表示都不用建立一個對象
字面量與指派
什麼叫字面值呢？考慮下面代碼：
int a=3;
double d=3.32;
long l=102322332245L;
其中，3、3.32、102322332245L便叫做字面值。3預設是int類型，3.32預設是double類型，102322332245預設也是int類型，是以必須加一個L來将它修改為long類型，否則編譯器就會報錯，字面量可以直接在計算機中表示。
基本資料類型便可以直接通過字面值進行指派
String與基本資料類型
話說了這麼多，這和String有什麼關系呢？正如本文最開始所說，因為Java需要常常與字元串打交道，是以Java的設計者想要将String類型在使用上和性能上盡量像基本資料類型一樣。
也就是
int i=0;
String str="test";
那麼問題來了，基本資料類型之是以叫基本資料類型，是因為這種類型可以直接在計算機中直接被表示，比如int i=0;中，0作為字面值是可以直接被表示出來"0x00"，而test作為字元串如何直接被表示呢？
常量池
JVM的解決方案便是Class檔案常量池。Class常量池中主要用于存放兩大類常量： 字面量和符号引用量，其中字面量便包括了文本字元串。
也就是當我們在類中寫下String str="test"的時候，Class檔案中，就會出現test這個字面量。
而String類型的特殊性在于它隻需要一個utf8表示的内容即可。
這樣便解決了String直接指派的問題，隻要在JVM中，将str與test字面量對應起來即可。
也就是類似
int a=0; //a 的值為數值0
String str="test" //str内容為常量池中的utf8 test
但是，問題就真的這麼簡單麼？
可别忘了，String也是一個對象，它也同時擁有所有一個對象應該擁有的特點，也就說
String str="test"
其中test字面量不僅僅需要表示str指向的内容是test，它還應該将str指向一個對象，支援類似str.length()，str.replace()等一切對象通路的操作。
将test的内容寫在Class檔案中僅僅解決的是如果指派的問題，那String對象是如何在記憶體中存在呢？
String建立過程
打開java.lang.String檔案，可以看到String擁有不可變對象的所有特點，final修飾的類，final修飾的成員變量，是以任何看似對String内容進行操作的方法，實際上都是傳回了一個新的String對象，這就造就了一個String對象的被建立後，就一直會保持不變。
正因為String這樣的特點，我們可以建立一個對String的對象的緩存池：String Pool，用來緩存所有第一次出現的String對象。
JVM規範中隻要求了String Pool，但并沒有要求如何實作，在Hot Spot JVM中，是通過類似一個HashSet實作，裡面存儲是目前已存儲的String對象的引用：
String str="test";
首先虛拟機會在String Pool中查找是否有equals("test")的String 引用,如果有，就把字元串常量池裡面對"test"對象的引用指派給str。如果不存在，就在堆中建立一個"test"對象，并将引用駐留在字元串常量池(String Pool)中，同時将該引用複制給str。
可以看到，Java在這裡是使用的String緩存對象來解決“字面值”性能這個問題的。也就是說，"test"所對應的字面值其實是一個在字元串常量池的String對象這樣做隻要出現過一次的String對象，第二次就不再會被建立，節約了很大一筆開銷，便解決了String類似基本資料類型的性能問題。
深入了解String
明白了String的前因後果，現在來梳理關于String的細節問題。
String str="test"
包含了3個“值”:
"test"字面量，表示String對象所存儲的内容，編譯後存放在Class位元組碼中，運作時存放在Class對象中,而Class對象存儲在JVM的方法區中
test對象,存儲在堆中
test對象對應的引用，存儲在String Pool中。
如圖所示：
其中
一定注意str所指向的對象是存放在堆中的，網上大多數說的不明白，更有誤導String Pool中存儲的是對象的說法。Java 對象，排除逃逸分析的優化，所有對象都是存儲在堆中的。
String Pool位于JVM 的None Heap中,并且String Pool中的引用持有對堆中對應String對象的引用，是以不必擔心堆中的String對象是被GC回收。
網上很多文章還會說test字面值是存在Perm Gen中，但是這樣并不準确，永生代(“Perm Gen”)隻是Sun JDK的一個實作細節而已，Java語言規範和Java虛拟機規範都沒有規定必須有“Permanent Generation”這麼一塊空間，甚至沒規定要用什麼GC算法——不用分代式GC算法哪兒來的“永生代”？ HotSpot的PermGen是用來實作Java虛拟機規範中的“方法區”(method area)的。
前面說過，Java想将String向基本資料類型靠近，還能展現在對final String對象的處理，對于final String，如果使用僅僅是字面值的作用，而并沒有涉及到對象操作的話(使用對象通路操作符".")，編譯器會直接将對應的值替換為相應字面值。舉例：
對于
final String str="hello";
String helloWorld=str+"world";
編譯器會直接優化：
String helloWorld="helloworld";
對于
final String str="hello";
String hello=String.valueOf(str);
編譯器會直接優化
String hello=String.valueOf("hello");
如果沒有編譯器的優化，就會涉及到操作數壓棧出棧等操作，但是經過優化後的String,可以發現并不會有astore/aload等指令的出現.
new String()
其實new String沒什麼好說的，new String()表示将String完全作為一個對象來看，放棄它的基本資料類型性質,也與String Pool沒有任何關系，但是String包含的intern()方法能将它與String Pool關聯起來。
jdk 1.7之前，intern()表示若String Pool中不存在該字元串，則 在堆中建立一個與調用intern()對象的字面值相同的對象，并在String Pool中儲存該對象的引用，同時傳回該對象，若存在則直接傳回。
jdk 1.7及1.7 之後,intern()表示将調用intern()對象的引用直接複制一份到String Pool中。
網上很多讨論涉及到幾個對象
String str=new String("hello world");
下面圖解分析：
需要明白的一點的是new String("hello world")并不是一個原子操作，可以将其分為兩步，每個關鍵字負責不同的工作其中new負責生成對象，String("hello world")負責初始化new
生成的對象。
首先，執行new操作，在堆中配置設定空間，并生成一個String對象。
其次，将new生成的對象的引用傳遞給String("hello world")方法進行初始化，而此時參數中出現了"hello world"字面量，JVM會先在字元串常量池裡面檢查是否有equals("hello world")的引用，如果沒有，就在堆中建立相應的對象，并生成一個引用指向這個對象，并将此引用存儲在字元串常量池中。
再次，複制常量池hello world指向的字面量對象傳遞給new String("hello world")進行初始化。
第二點中提到了複制，其實最主要的就是複制String對象中value所指向的位址，也就是将方法區中的"hello world"的索引複制給新的對象，這也是為什麼上圖中，兩個對象都指向方法區中同一個位置
下面的String str=new String("hello world")進行反編譯的結果：
0: new #2 // class java/lang/String
3: dup
4: ldc #3 // String hello world
6: invokespecial #4 // Method java/lang/String."":(Ljava/lang/String;)V
9: astore_1
10: return
大概的指令應該都能看到，解釋一下：
new 執行new 操作，在堆中配置設定記憶體
dup 将new 操作生成的對象壓棧
ldc 将String型常量值從常量池中推送至棧頂
invokespecial 調用new String()并傳入new 出來的對象了ldc的String值
ldc指令是什麼東西？
簡單地說，它用于将int、float或String型常量值從常量池中推送至棧頂,在這裡也能看到，JVM是将String和八大基本資料類型統一處理的。
ldc 還隐藏了一個操作：也就是"hello world"的resolve操作，也就是檢測“hello world”是否已經在常量池中存在的操作。
傳送門詳見：Java 中new String("字面量") 中 "字面量" 是何時進入字元串常量池的?
有個很神奇的坑，《深入了解JVM》中曾經提到過這個問題，不過周志明老師是拿的"java"作為舉例：
代碼如下(jdk 1.7)
```
public class RuntimeConstantPoolOOM {
public static void main(String[] args) {
String str1 = new StringBuilder("計算機").append("軟體").toString();
System.out.println(str1.intern() == str1);
String str2 = new StringBuilder("ja").append("va").toString();
System.out.println(str2.intern() == str2);
}
}
```
結果
true
false
不明白為什麼"java"字元串會在執行StringBuilder.toString()之前出現過？
其實是因為：Java 标準庫在JVM啟動的時候加載的某些類已經包含了java字面量。
方法區
上面圖中說了，“hello wold”對象的value的值是放在方法區中的。如何證明呢？
這裡我們可以使用反射來幹一些壞事。
雖然String類是一個不可變對象，對外并沒有提供如何修改value的方法，但是反射可以。
String str1=new String("abcd");
String str2="abcd";
String str3="abcd";
Field valueField = String.class.getDeclaredField("value");
valueField.setAccessible(true);//設定通路權限
char[] value = (char[]) valueField.get(str2);
value[0] = '0';
value[1] = '1';
value[2] = '2';
value[3] = '3';
System.out.println(str1);
System.out.println(str2);
System.out.println(str3);
String str4="abcd";
System.out.println(str4);
System.out.println("abcd");
可以試一試，輸出結果都是0123，因為在編譯的時候生成Class對象的時候，str1,str2,str3,str4都是指向的Class檔案中同一個位置，而在運作的時候這個Class對象的值被修改後，所有和abcd有關的對象的value都會被改變。
相信了解了這一個例子的同學，能夠對String有一個更加深刻的了解
檢驗
說了這麼多，你真的懂了麼？來看看經常出現的一些關于String的問題：
String str1 = new StringBuilder("Hel").append("lo").toString();
System.out.println(str1.intern() == str1);
String str = "Hello";
System.out.println(str == str1);
String str1="hello";
String str2=new String("hello");
System.out.println(str2 == str1);
final String str1="hell";
String str2="hello";
String str3=str1+"o";
System.out.println(str2 == str3);
String str1="hell";
String str2="hello";
String str3=str1+"o";
System.out.println(str2 == str3);
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