String pool java что это
Руководство по пулу строк Java
Узнайте, как JVM оптимизирует объем памяти, выделенный для хранения строк в пуле строк Java.
1. Обзор
Объект String является наиболее часто используемым классом в языке Java.
2. Интернирование строк
Благодаря неизменяемости Строк в Java JVM может оптимизировать объем выделенной для них памяти, храня только одну копию каждого литерала Строки в пуле . Этот процесс называется интернированием .
Когда мы создаем переменную String и присваиваем ей значение, JVM ищет в пуле String равного значения.
Если он будет найден, компилятор Java просто вернет ссылку на свой адрес памяти, не выделяя дополнительной памяти.
Если он не найден, он будет добавлен в пул (интернет), и его ссылка будет возвращена.
Давайте напишем небольшой тест, чтобы проверить это:
3. Строки, выделенные с помощью конструктора
Каждая строка |, созданная подобным образом, будет указывать на другую область памяти со своим собственным адресом.
Давайте посмотрим, чем это отличается от предыдущего случая:
4. Строковый литерал против строкового объекта
Когда мы создаем объект String с помощью оператора new () , он всегда создает новый объект в памяти кучи. С другой стороны, если мы создадим объект с использованием синтаксиса String literal, например “Baeldung”, он может вернуть существующий объект из пула строк, если он уже существует. В противном случае он создаст новый строковый объект и поместит его в пул строк для последующего повторного использования.
В этом примере объекты String будут иметь одну и ту же ссылку.
Затем давайте создадим два разных объекта с помощью new и проверим, что у них разные ссылки:
5. Ручная Стажировка
Мы можем вручную ввести String в пул строк Java, вызвав метод intern() для объекта, который мы хотим интернировать.
Ручное интернирование строки | сохранит ее ссылку в пуле, и JVM вернет эту ссылку при необходимости.
Давайте создадим тестовый случай для этого:
6. Сбор Мусора
7. Производительность и оптимизация
В Java 6 единственная оптимизация, которую мы можем выполнить, – это увеличение пространства PermGen во время вызова программы с помощью параметра MaxPermSize JVM:
В Java 7 у нас есть более подробные параметры для изучения и расширения/уменьшения размера пула. Давайте рассмотрим два варианта просмотра размера пула:
Если мы хотим увеличить размер пула с точки зрения ведер, мы можем использовать параметр StringTableSize JVM:
До Java 7u40 размер пула по умолчанию составлял 1009 ведер, но это значение было подвержено нескольким изменениям в более поздних версиях Java. Если быть точным, размер пула по умолчанию с Java 7u40 до Java 11 составлял 60013, а теперь он увеличился до 65536.
Обратите внимание, что увеличение размера пула будет потреблять больше памяти, но имеет преимущество в сокращении времени, необходимого для вставки Строки в стол.
8. Примечание О Java 9
В Java 9 предоставляется новое представление, называемое Compact Strings. Этот новый формат будет выбирать соответствующую кодировку между char[] и byte[] в зависимости от сохраненного содержимого.
Поскольку новое представление String будет использовать кодировку UTF-16 только в случае необходимости, объем кучи памяти будет значительно ниже, что, в свою очередь, приведет к меньшим затратам Сборщика мусора на JVM.
9. Заключение
В этом руководстве мы показали, как JVM и компилятор Java оптимизируют выделение памяти для объектов String через пул строк Java.
Строки (String) в Java. Особенности, проблемы, пул строк, создание и работа со строками
Строки в Java — это большая, и не такая уж простая тема. Чтобы разобраться в строках, придется потратить некоторое время. Строки отличаются от обычных объектов в Java и имеют свои особенности. Если вы думаете, что разбираетесь в строках, давайте я задам вам один вопрос.
Что выведет данная программа?
Не уверены в ответе? Давайте разбираться подробно и к концу данной статьи вы точно будете знать, что тут происходит.
Что такое строка (string) в Java?
Почему это вообще важно? Представьте, что вам нужно обработать 100.000 строк (например, разобрать по частям какую-нибудь книгу или большую базу данных). Если вы будете каждый раз соединять строки таким образом, то вы создадите в программе огромное количество объектов. Всё это будет работать медленно. Поэтому, если вам нужно много изменять строку, лучше использовать StringBuffer или StringBuilder (я про них еще не писал, поищите информацию в интернете, если интересно).
Я рекомендую хотя бы пролистать официальную документацию по строкам от Oracle, чтобы узнать, какие методы и возможности поддерживает класс String.
Что такое пул строк (string pool) в Java и зачем он нужен?
Пул строк (string pool) в Java, как понятно из описания, это некий пул (или список) объектов класса String, который хранится в специальном месте кучи (Java Heap). Разработчики Java сделали так, чтобы оптимизировать выделение памяти и хранение строк, ускорить и оптимизировать работу с ними.
Пул строк работает следующим образом: когда мы создаем строку с помощью конструкции
Эта строка попадает в пул строк. Когда мы создаем другую строку с тем же значением:
По этой причине следующая конструкция выведет true (вы же не забыли, что мы работаем не с самими объектами, а со ссылками на них?):
Создание строки как нового объекта
В этом случае объект будет создан, причем будет создан в куче. Таким образом следующий код:
Всё происходящее отлично иллюстрируется следующим изображением, которое я нашел в интернете (кто я такой, чтобы что-то рисовать, хаха):
Метод intern() класса String
При создании объекта для новой строки через оператор new мы можем также попросить JVM поискать эту строку в пуле строк с помощью метода intern(), следующим образом:
В данном случае, если у нас уже есть такая строка в пуле строк, то будет возвращена ссылка на строку из пула строк, и новый объект создан не будет.
Java Challengers #2: Сравнение строк
У нас как всегда много опаздывающих к началу курса, так что только вчера провели второе занятие среди нового потока «Разработчик Java». Но это так, мелочи жизни, а пока что мы продолжаем публикацию серии статей Java Challengers, перевод которых подготовили для вас.
Когда вы смотрите на класс String в Java, вы можете увидеть как инкапсулирован массив char :
Чтобы лучше понять инкапсуляцию, представьте физический объект: машину. Нужно ли вам знать, как работает автомобиль под капотом, чтобы управлять им? Конечно, нет, но вы должны знать, что делают интерфейсы автомобиля: педаль газа, тормоза и рулевое колесо. Каждый из этих интерфейсов поддерживает определенные действия: ускорение, торможение, поворот налево, поворот направо. То же самое и в объектно — ориентированном программировании.
Что такое пул строк (String pool)
Строки в пуле строк
Исключение — оператор new
Теперь посмотрите на этот код — он выглядит похожим на предыдущий пример, но здесь есть отличие.
Native-методы в Java — это методы, которые будут компилироваться с использованием языка C, обычно с целью управления памятью и оптимизации производительности.
Пулы строк и метод intern()
Для хранения строк в пуле используется способ, называемый «интернирование строк» (String interning).
Вот, что Javadoc говорит нам о методе intern() :
Метод intern() используется для хранения строк в пуле строк. Во-первых, он проверяет, существует ли уже созданная строка в пуле. Если нет, то создает новую строку в пуле. Логика пула строк основана на паттерне Flyweight.
Теперь, обратите внимание, что происходит, когда мы используем new для создания двух строк:
Метод equals в классе String
Наиболее распространенные методы String
Есть ещё одна вещь, которую вам нужно знать, прежде чем решить задачку на сравнение строк.
Рассмотрим наиболее распространённые методы класса String :
Решите задачку на сравнение строк
Правильный ответ приведён в конце статьи.
Что сейчас произошло? Понимание поведения String
В первой строке мы видим:
Использование new приводит к созданию двух новых строк и не важно равны их значения или нет. В этом случае сравнение будет false даже если значения одинаковые.
Окончательно, мы имеем:
Распространенные ошибки со строками
Бывает трудно определить, указывают ли две строки на один и тот же объект или нет, особенно когда строки содержат одно и то же значение. Полезно помнить, что использование new всегда приводит к созданию нового объекта в памяти, даже если значения строк одинаковые.
Использование методов класса String для сравнения ссылок на объекты также может быть сложным. Особенность в том, что если метод изменяет что-то в строке, то будут разные ссылки на объекты.
Несколько примеров, которые помогут прояснить:
Это сравнение будет истинным, потому что метод trim() не создает новую строку.
В этом случае первый метод trim() генерирует новую строку, так как метод будет выполнять свою работу и поэтому ссылки будут разные.
Наконец, когда trim() выполнит свою работу, он создает новую строку:
Что нужно помнить о строках
Строки не изменяемые, поэтому состояние строки изменить нельзя.
Для экономии памяти JVM хранит строки в пуле строк. При создании новой строки JVM проверяет ее значение и указывает на существующий объект. Если в пуле нет строки с этим значением, то JVM создаёт новую строку.
Оператор » == » сравнивает ссылки на объект. Метод equals() сравнивает значения строк. То же правило будет применяться ко всем объектам.
При использовании оператора new будет создана новая строка в хипе (Прим. переводчика — в оригинале написано, что в пуле, но это не так, спасибо zagayevskiy), даже если есть строка с тем же значением.
Ответ
Ответ на эту задачу — D. Вывод будет 12568.
String Pool в Java
Apr 20 · 4 min read
Java даёт выбор между примитивными типами данных и объектными. Одни передаются по значению, другие по ссылке. Одни занимают предсказуемое количество памяти, другие не очень (конечно только если Вы не знаете размеры метаинформации класса, для которого хотите произвести расчёт). Под одних память выделяется на стеке, под другие в heap’е. Они сильно отличаются друг от друга
Элементы в пределах своего типа (примитивный или объектный) ведут себя похоже, независимо от конкретного типа данных. Значения int ведут себя так же, как и значения типа short. В объектных типах данных схожая ситуация. Но есть исключения. Например — объектный тип String.
Что такое String?
Stri n g — это класс в Java, то есть объектный тип. Он описывает строки и хранит их данные в массиве char.
Оговорка:
Тип char используется в старых версиях Java, например 8-ой. В Java 11 используется уже массив byte’ов.
Сколько памяти занимает String? Примитивный тип char в Java имеет размер 2 byte’а. То есть один символ занимает в памяти 2 байта. Теперь представьте — каждый раз когда мы используем строку в Java, будь-то имя пользователя или ссылку на какой-либо сайт, мы создаём в системе большой массив char. Это занимает память. В объектных типах помимо всех ссылок на объекты и примитивов, память занимает ещё и заголовочная информация класса.
Зачем это знать? Строки — самый популярный тип данных в Java. Огромное количество данных описывается строками. Ещё более интересн тот факт, что строки в одних и тех же программах часто повторяются.
String — это immutable тип. То есть, после создания объекта этого типа поменять его значение нельзя. Отсюда делаем вывод — смысла в создании новых объектов типа String со значениями, для которых объекты уже были созданы — нет. Это не целесообразно, потому что каждый раз выделять память под одно и тоже, что ещё и не возможно изменить — чревато чрезмерным потреблением памяти.
Создатели Java заранее позаботились об этой проблеме и сделали тип String не совсем обычным объектным типом.
Что такое строковый пул?
Строковый пул или String pool — это особое место в heap’е, куда попадают объекты типа String после их создания. Он выполняет функцию кеша строк. Каждый раз, когда Вы создаёте строку, она попадает в строковый пул. Если же на момент создания новой строки пул уже содержит такое же значение, то вместо создания нового объекта возвращается тот, что уже лежит в пуле.
У Вас есть возможность влиять на это поведение и не класть объекты в пул, если требуется.
Как работать со строковым пулом?
Разберёмся с тем как работает String pool на практике.
Обычно строки в Java программах объявляются так:
Что происходит в JVM за кадром? Остановитесь и подумайте. Если Вашим ответом будет что-то вроде — «В heap’е будет выделена память под строковый объект и ссылка на него будет возвращена и присвоена локальной переменной text» — Вы правы.
А что произойдёт тут? Если Вы думаете, что на обе локальные переменные будет выделена память в heap’е — Вы ошибаетесь. Именно в этом примере и видно результат работы пула строк.
В Java все строки, объявленные в виде литералов, то есть так:
автоматически попадают в строковый пул. Любая попытка объявить новую переменную задав ей значение с помощью литерала приводит к тому, что JVM проверяет наличие такой строки в пуле строк и возвращает объект из него, если объект с таким значением обнаружен.
Как убедиться в том, действительно ли обе переменные указывают на один и тот же объект? Очень просто. Достаточно посмотреть что будет выведено в результате следующей операции:
Не спешите набирать код, я Вам подскажу — ответом будет `true`. Это означает — обе переменные указывают на один и тот же объект.
А как тогда сделать так, чтобы строки в пул не попадали? Это тоже сделать просто. Используйте конструктор явно при создании строк. Вот так:
В этом случае, объект типа String будет создан, память под него будет выделена в heap’е, но в строковый пул он не попадёт. Это легко проверяется следующим примером:
Результатом работы кода выше будет `false`, потому что теперь ссылки указывают на два разных объекта.
Ну и наконец, как добавить строку в строковый пул после её создания? Для этого класс String содержит метод под названием `intern()`. Именно он отвечает за сохранение текущего объекта String в пул строк. Пример использования:
Зачем знать о строковом пуле?
Строковый пул несёт не только пользу. Если не знать о его существовании и принципах работы, можно легко получить дыру в безопасности приложения. Сделать это довольно просто — достаточно добавить в пул какой-нибудь пароль или логин. Содержимое строкового пула доступно в memory dump’ах, к которым Вы или кто-то другой может получить доступ.
Надеюсь эта статья поможет Вам писать код более осознанно, ведь, теперь Вы знаете, что за строками в Java стоит String pool.
Java Challengers #2: Сравнение строк
Сравнение строк – увлекательная тема. Мы не только рассмотрим строки в Java, но также проанализируем популярные приемы и решим задачу.
У нас как всегда много опаздывающих к началу курса, так что только вчера провели второе занятие среди нового потока «Разработчик Java». Но это так, мелочи жизни, а пока что мы продолжаем публикацию серии статей Java Challengers, перевод которых подготовили для вас.
Когда вы смотрите на класс String в Java, вы можете увидеть, как инкапсулирован массив char :
Чтобы лучше понять инкапсуляцию, представьте физический объект: машину. Нужно ли вам знать, как работает автомобиль под капотом, чтобы управлять им? Конечно, нет, но вы должны знать, что делают интерфейсы автомобиля: педаль газа, тормоза и рулевое колесо. Каждый из этих интерфейсов поддерживает определенные действия: ускорение, торможение, поворот налево, поворот направо. То же самое и в объектно-ориентированном программировании.
Что такое пул строк (String pool)
Строки в пуле строк
Напомним, что в Java оператор » == » используется для сравнения двух объектов и определения того, один и тот же это объект или нет.
Исключение – оператор new
Теперь посмотрите на этот код – он выглядит похожим на предыдущий пример, но здесь есть отличие.
Native-методы
Native-методы в Java – это методы, которые будут компилироваться с использованием языка C, обычно с целью управления памятью и оптимизации производительности.
Пулы строк и метод intern()
Для хранения строк в пуле используется способ, называемый «интернирование строк» (String interning).
Вот, что Javadoc говорит нам о методе intern() :
Метод intern() используется для хранения строк в пуле строк. Во-первых, он проверяет, существует ли уже созданная строка в пуле. Если нет, то создает новую строку в пуле. Логика пула строк основана на паттерне Flyweight.
Теперь обратите внимание, что происходит, когда мы используем new для создания двух строк:
Метод equals в классе String
Наиболее распространенные методы String
Есть ещё одна вещь, которую вам нужно знать, прежде чем решить задачку на сравнение строк.
Рассмотрим наиболее распространённые методы класса String :
Решите задачку на сравнение строк
Правильный ответ приведён в конце статьи.
Что сейчас произошло? Понимание поведения String
В первой строке мы видим:
Использование new приводит к созданию двух новых строк, и не важно, равны их значения или нет. В этом случае сравнение будет false даже если значения одинаковые.
Распространенные ошибки со строками
Бывает трудно определить, указывают ли две строки на один и тот же объект или нет, особенно когда строки содержат одно и то же значение. Полезно помнить, что использование new всегда приводит к созданию нового объекта в памяти, даже если значения строк одинаковые.
Использование методов класса String для сравнения ссылок на объекты также может быть сложным. Особенность в том, что если метод изменяет что-то в строке, то будут разные ссылки на объекты.
Несколько примеров, которые помогут прояснить:
Это сравнение будет истинным, потому что метод trim() не создает новую строку.
В этом случае первый метод trim() генерирует новую строку, так как метод будет выполнять свою работу, и поэтому ссылки разные.
Наконец, когда trim() выполнит свою работу, он создает новую строку:
Что нужно помнить о строках
Ответ
Ответ на эту задачу – D. Вывод будет 12568.