可以證明，字符串操作是計算機程序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，它對於剛接觸Java的人來說，有太多太多的值得研究的東西了，可是為什么Java中的String這么獨特呢？今天我們來一探究竟。
基本數據類型
眾所周知Java有八大基本數據類型，那么基本數據類型與對象有什么異同呢？
- 基本數據類型不是對象
- 基本數據類型能直接存儲變量對應的值在堆棧中，存取更加高效
- 使用方便，不用new創建，每次表示都不用新建一個對象
字面量與賦值
什么叫字面值呢？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默認是int類型，3.32默認是double類型，102322332245默認也是int類型，所以必須加一個L來將它修改為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。
基本數據類型便可以直接通過字面值進行賦值
String與基本數據類型
話說了這么多，這和String有什么關系呢？正如本文最開始所說，因為Java需要常常與字符串打交道，因此Java的設計者想要將String類型在使用上和性能上盡量像基本數據類型一樣。
也就是
int i=0;
String str="test";
那么問題來了，基本數據類型之所以叫基本數據類型，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作為字符串如何直接被表示呢？
常量池
JVM的解決方案便是Class文件常量池。Class常量池中主要用於存放兩大類常量： 字面量和符號引用量，其中字面量便包括了文本字符串。
也就是當我們在類中寫下String str="test"的時候，Class文件中，就會出現test這個字面量。
而String類型的特殊性在於它只需要一個utf8表示的內容即可。
這樣便解決了String直接賦值的問題，只要在JVM中，將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內容為常量池中的utf8 test
但是，問題就真的這么簡單么？
可別忘了，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指向的內容是test，它還應該將str指向一個對象，支持類似str.length()，str.replace()等一切對象訪問的操作。
將test的內容寫在 Class文件中僅僅解決的是如果賦值的問題，那String對象是如何在內存中存在呢？
String創建過程
打開java.lang.String文件，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，因此任何看似對String內容進行操作的方法，實際上都是返回了一個新的String對象，這就造就了一個String對象的被創建后，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規范中只要求了
String Pool，但並沒有要求如何實現，在Hot Spot JVM中，是通過類似一個HashSet<String>實現，里面存儲是當前已存儲的String對象的引用：
String str="test";
首先虛擬機會在String Pool中查找是否有equals("test")的String 引用,如果有，就把字符串常量池里面對"test"對象的引用賦值給str。如果不存在，就在堆中新建一個"test"對象，並將引用駐留在字符串常量池(String Pool)中，同時將該引用復制給str。
可以看到，Java在這里是使用的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符串常量池的String對象這樣做只要出現過一次的String對象，第二次就不再會被創建，節約了很大一筆開銷，便解決了String類似基本數據類型的性能問題。
深入理解String
明白了String的前因后果，現在來梳理關於String的細節問題。
String str="test"
包含了3個“值”:
"test"字面量，表示String對象所存儲的內容，編譯后存放在Class字節碼中，運行時存放在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位於JVM 的None Heap中,並且String Pool中的引用持有對堆中對應String對象的引用，因此不必擔心堆中的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，但是這樣並不准確，永生代（“Perm Gen”）只是Sun JDK的一個實現細節而已，Java語言規范和Java虛擬機規范都沒有規定必須有“Permanent Generation”這么一塊空間，甚至沒規定要用什么GC算法——不用分代式GC算法哪兒來的“永生代”？ HotSpot的PermGen是用來實現Java虛擬機規范中的“方法區”（method area）的。 -
前面說過，Java想將String向基本數據類型靠近，還能體現在對
final String對象的處理，對於final String，如果使用僅僅是字面值的作用，而並沒有涉及到對象操作的話(使用對象訪問操作符".")，編譯器會直接將對應的值替換為相應字面值。舉例：
對於final String str="hello"; String helloWorld=str+"world";編譯器會直接優化：
String helloWorld="helloworld";對於
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，但是經過優化后的String,可以發現並不會有astore/aload等指令的出現.
new String()
其實new String沒什么好說的，new String()表示將String完全作為一個對象來看，放棄它的基本數據類型性質,也與String Pool沒有任何關系，但是String包含的intern()方法能將它與String Pool關聯起來。
- jdk 1.7之前，
intern()表示若String Pool中不存在該字符串，則 在堆中新建一個與調用intern()對象的字面值相同的對象，並在String Pool中保存該對象的引用，同時返回該對象，若存在則直接返回。 - jdk 1.7及1.7 之后,
intern()表示將調用intern()對象的引用直接復制一份到String Pool中。
網上很多討論涉及到幾個對象
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")並不是一個原子操作，可以將其分為兩步，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，在堆中分配空間，並生成一個String對象。 - 其次，將
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會先在字符串常量池里面檢查是否有equals("hello world")的引用，如果沒有，就在堆中創建相應的對象，並生成一個引用指向這個對象，並將此引用存儲在字符串常量池中。
- 再次，復制常量池
hello world指向的字面量對象傳遞給new String("hello world")進行初始化。
第二點中提到了復制，其實最主要的就是復制
String對象中value所指向的地址，也就是將方法區中的"hello world"的索引復制給新的對象，這也是為什么上圖中，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."<init>":(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，在堆中分配內存
- dup 將new 操作生成的對象壓棧
- ldc 將String型常量值從常量池中推送至棧頂
- invokespecial 調用
new String()並傳入new 出來的對象了ldc的String值
ldc指令是什么東西？
簡單地說，它用於將int、float或String型常量值從常量池中推送至棧頂,在這里也能看到，JVM是將String和八大基本數據類型統一處理的。
ldc 還隱藏了一個操作：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" 是何時進入字符串常量池的?
有個很神奇的坑，《深入理解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("軟件").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
不明白為什么"java"字符串會在執行StringBuilder.toString()之前出現過？
其實是因為：Java 標准庫在JVM啟動的時候加載的某些類已經包含了java字面量。
傳送門：如何理解《深入理解java虛擬機》第二版中對String.intern()方法的講解中所舉的例子？
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？
這里我們可以使用反射來干一些壞事。
雖然String類是一個不可變對象，對外並沒有提供如何修改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);//設置訪問權限
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文件中同一個位置，而在運行的時候這個Class對象的值被修改后，所有和abcd有關的對象的value都會被改變。
相信理解了這一個例子的同學，能夠對String有一個更加深刻的理解
檢驗
說了這么多，你真的懂了么？來看看經常出現的一些關於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);
尊重原創，轉載注明出處
參考文章：
《深入理解JVM》 第二版
java用這樣的方式生成字符串：String str = "Hello"，到底有沒有在堆中創建對象？
R大:請別再拿“String s = new String("xyz");創建了多少個String實例”來面試了吧
Java 中new String("字面量") 中 "字面量" 是何時進入字符串常量池的?