面试题系列第2篇：new String()创建几个对象？有你不知道的

深碍√TFBOYSˉ_ 2022-11-30 15:47 21阅读 0赞

Java面试题系列：将面试题中比较经典和核心的内容写成系列文章持续在公众号更新，可巩固基础知识，可梳理底层原理，欢迎大家持续关注【程序新视界】。本篇为面试题系列第2篇。

### 常见面试问题 ###

下面代码中创建了几个对象？

new String("abc");

答案众说纷纭，有说创建了1个对象，也有说创建了2个对象。答案对，也不对，关键是要学到问题底层的原理。

### 底层原理分析 ###

在上篇文章《[面试题系列第1篇：说说==和equals的区别？你的回答可能是错误的][1_equals]》中我们已经提到，String的两种初始化形式是有本质区别的。

String str1 = "abc";  // 在常量池中
    
    String str2 = new String("abc"); // 在堆上

当直接赋值时，字符串“abc”会被存储在常量池中，只有1份，此时的赋值操作等于是创建0个或1个对象。如果常量池中已经存在了“abc”，那么不会再创建对象，直接将引用赋值给str1；如果常量池中没有“abc”，那么创建一个对象，并将引用赋值给str1。

那么，通过new String(“abc”);的形式又是如何呢？答案是1个或2个。

当JVM遇到上述代码时，会先检索常量池中是否存在“abc”，如果不存在“abc”这个字符串，则会先在常量池中创建这个一个字符串。然后再执行new操作，会在堆内存中创建一个存储“abc”的String对象，对象的引用赋值给str2。此过程创建了2个对象。

当然，如果检索常量池时发现已经存在了对应的字符串，那么只会在堆内创建一个新的String对象，此过程只创建了1个对象。

在上述过程中检查常量池是否有相同Unicode的字符串常量时，使用的方法便是String中的intern()方法。

public native String intern();

下面通过一个简单的示意图看一下String在内存中的两种存储模式。  
![image][]

上面的示意图我们可以看到在堆内创建的String对象的char value\[\]属性指向了常量池中的char value\[\]。

还是上面的示例，如果我们通过debug模式也能够看到String的char value\[\]的引用地址。

![image][image 1]

图中两个String对象的value值的引用均为\{char\[3\]@1355\}，也就是说，虽然是两个对象，但它们的value值均指向常量池中的同一个地址。当然，大家还可以拿一个复杂对象（Person）的字符串属性（name）相同时的debug结果进行比对，结果是一样的。

### 深入问法 ###

如果面试官说程序的代码只有下面一行，那么会创建几个对象？

new String("abc");

答案是2个？

还真不一定。之所以单独列出这个问题是想提醒大家一点：没有直接的赋值操作（str=“abc”），并不代表常量池中没有“abc”这个字符串。也就是说衡量创建几个对象、常量池中是否有对应的字符串，不仅仅由你是否创建决定，还要看程序启动时其他类中是否包含该字符串。

### 升级加码 ###

以下实例我们暂且不考虑常量池中是否已经存在对应字符串的问题，假设都不存在对应的字符串。

以下代码会创建几个对象：

String str = "abc" + "def";

上面的问题涉及到字符串常量重载“+”的问题，当一个字符串由多个字符串常量拼接成一个字符串时，它自己也肯定是字符串常量。字符串常量的“+”号连接Java虚拟机会在程序编译期将其优化为连接后的值。

就上面的示例而言，在编译时已经被合并成“abcdef”字符串，因此，只会创建1个对象。并没有创建临时字符串对象abc和def，这样减轻了垃圾收集器的压力。

我们通过javap查看class文件可以看到如下内容。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dvNTQxMDc1NzU0_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

很明显，字节码中只有拼接好的abcdef。

针对上面的问题，我们再次升级一下，下面的代码会创建几个对象？

String str = "abc" + new String("def");

创建了4个，5个，还是6个对象？

4个对象的说法：常量池中分别有“abc”和“def”，堆中对象new String(“def”)和“abcdef”。

这种说法对吗？不完全对，如果说上述代码创建了几个字符串对象，那么可以说是正确的。但上述的代码Java虚拟机在编译的时候同样会优化，会创建一个StringBuilder来进行字符串的拼接，实际效果类似：

String s = new String("def");
    new StringBuilder().append("abc").append(s).toString();

很显然，多出了一个StringBuilder对象，那就应该是5个对象。

那么创建6个对象是怎么回事呢？有同学可能会想了，StringBuilder最后toString()之后的“abcdef”难道不在常量池存一份吗？

这个还真没有存，我们来看一下这段代码：

@Test
    public void testString3() {
    	String s1 = "abc";
    	String s2 = new String("def");
    	String s3 = s1 + s2;
    	String s4 = "abcdef";
    	System.out.println(s3==s4); // false
    }

按照上面的分析，如果s1+s2的结果在常量池中存了一份，那么s3中的value引用应该和s4中value的引用是一样的才对。下面我们看一下debug的效果。

![image][image 2]

很明显，s3和s4的值相同，但value值的地址并不相同。即便是将s3和s4的位置调整一下，效果也一样。s4很明确是存在于常量池中，那么s3对应的值存储在哪里呢？很显然是在堆对象中。

我们来看一下StringBuilder的toString()方法是如何将拼接的结果转化为字符串的：

@Override
    public String toString() {
        // Create a copy, don't share the array
        return new String(value, 0, count);
    }

很显然，在toString方法中又新创建了一个String对象，而该String对象传递数组的构造方法来创建的：

public String(char value[], int offset, int count)

也就是说，String对象的value值直接指向了一个已经存在的数组，而并没有指向常量池中的字符串。

因此，上面的准确回答应该是创建了4个字符串对象和1个StringBuilder对象。

### 小结 ###

我们通过一行创建字符串的代码逐步分析String对象的整个构建及拼接过程，了解了底层实现原理。是不是很有意思？当你掌握了这些底层基本知识，即便面试题的形式如何变化，你必定能一眼识破真相。

下篇文章，（读者提议）我们来讲讲Integer的比较的底层逻辑，欢迎持续关注。

原文链接：《[面试题系列第2篇：new String()创建几个对象？有你不知道的][2_new String]》

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[1_equals]: https://www.choupangxia.com/2020/08/24/equals/
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[image 2]: /images/20221123/3ee7e42c540d40b0ae9ad5f062738d2c.png
[2_new String]: https://www.choupangxia.com/2020/08/25/new-string/
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