问题

原始面试题
String.intern() 方法如何优化字符串池？

标准答案

String.intern() 方法是 Java 中优化字符串池的一个重要工具，它的作用是将字符串常量存入字符串常量池（String Pool），以实现内存共享和性能优化。具体来说，当调用 intern() 方法时，如果常量池中已经包含相同的字符串，则返回常量池中的引用；如果常量池中没有相同的字符串，则将该字符串添加到常量池中并返回其引用。

答案解析

1. 字符串常量池的作用：
Java 中的字符串常量池是一个特殊的内存区域，存储了所有字面量（literal）和常量表达式计算得出的字符串。这些字符串是不可变的，因此可以被多个地方共享，避免了重复的内存开销。

2. intern() 方法的作用：
String.intern() 方法提供了一种机制，通过该方法可以将字符串加入常量池中，并确保常量池中只存在一个该字符串的实例。其作用分为两种情况：

• 如果常量池中已经存在该字符串：
  intern() 方法返回池中已有的字符串引用，避免了重复创建相同的字符串对象，从而节省内存。

• 如果常量池中不存在该字符串：
  intern() 方法将当前字符串添加到池中，并返回该字符串在常量池中的引用。

3. 内存优化：
intern() 方法的主要优势是减少了内存占用。字符串常量池中的字符串可以被多个对象共享。当大量的字符串对象是相同的（如大量相同的状态码、固定文本等），通过 intern() 可以显著减少内存的使用。

4. 性能优化：

• 内存节省： 通过 intern()，多个相同的字符串可以共享同一个内存空间，减少了内存的使用，尤其是当存在大量重复字符串时。
• 加速比较： 字符串比较时，如果是常量池中的字符串，可以直接使用 == 比较引用地址，而不必使用 equals() 方法进行内容比较，提升了性能。

5. 常见误区：

• 不是所有的字符串都会被自动加入常量池： 只有字面量和常量表达式才会自动加入常量池。如果你通过 new String("example") 创建字符串，它会创建一个新的 String 对象，并不会自动加入常量池。

• 调用 intern() 会引发性能问题： 当字符串非常多时，调用 intern() 会有额外的性能开销，特别是如果字符串池的查找操作比较频繁。因此，应该根据实际情况判断是否需要频繁调用 intern()。

6. 细节：
从 Java 7 开始，字符串常量池已经不再保存在 PermGen（永久代）中，而是转移到了堆内存中（具体实现可能与 JVM 版本和设置相关）。这意味着 intern() 操作将占用堆内存而不是永久代内存。

7. 最佳实践：

• 使用 intern() 时，最好只在字符串重复度较高、内存压力较大的场景中使用。对于频繁变化或少重复的字符串，intern() 可能带来的性能损耗超过它的内存优化。
• 在设计中，尽量避免过多地依赖 intern()，尤其是处理非常大的字符串集时。

性能优化

• 减少内存使用： 通过共享字符串常量池中的字符串，可以有效减少内存的占用，尤其是在有大量重复字符串的情况下。
• 加速字符串比较： 使用常量池中的字符串可以直接通过 == 进行比较，提高性能。

深入追问

• String.intern() 如何影响垃圾回收？
• intern() 方法是否线程安全？
• 如何判断是否应该使用 intern() 来优化字符串池？
• intern() 方法对性能有多大影响？

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