Java 常量池深度解析：基本型別包裝類快取、String 國際化與 Intern 機制

Java 常量池深度解析：基本型別包裝類快取、String 國際化與 Intern 機制

常量池是 JVM 為提升效能、減少記憶體佔用而提供的「物件複用機制」。本文系統梳理 8 大基本型別包裝類快取範圍、String 常量池演進（JDK 7 移至堆）、intern() 手動入池與實戰避坑。

一、基本型別包裝類快取（-128 ~ 127）

Integer i1 = 100;  // 自動裝箱 → Integer.valueOf(100)
Integer i2 = 100;
System.out.println(i1 == i2); // true（快取命中）

Integer i3 = 128;
Integer i4 = 128;
System.out.println(i3 == i4); // false（超出快取範圍，新建物件）

源碼鑑證

// Integer.valueOf 核心邏輯
public static Integer valueOf(int i) {
    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high) // low=-128, high=127
        return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    return new Integer(i);
}

// IntegerCache 靜態初始化
private static class IntegerCache {
    static final int low = -128;
    static final int high = 127;
    static final Integer cache[] = new Integer[high - low + 1];
    static { for (int i = low; i <= high; i++) cache[i - low] = new Integer(i); }
}

八大包裝類快取表

二、String 常量池

入池方式

1. 字面值：String s = "abc"; 編譯期確定，自動入池。
2. String.intern()：運行期手動將堆上 String 物件引用加入池中（若已存在則返回池中引用）。

JDK 7 關鍵變更

• JDK 6： 常量池位於 永久代，大小固定，易 OOM。
• JDK 7+： 常量池移至 Java 堆，受 GC 管理，動態擴縮，intern() 效能大幅提升。

經典面試題

String s1 = new String("abc"); // 堆上新建 "abc" 物件，字面值 "abc" 入池
String s2 = "abc";             // 直接引用池中 "abc"
System.out.println(s1 == s2);  // false（不同物件）
System.out.println(s1.intern() == s2); // true（intern 返回池中引用）

String s3 = new String("a") + new String("b"); // 堆上新建 "ab"，未入池
String s4 = "ab";                              // 字面值 "ab" 入池
System.out.println(s3.intern() == s4); // JDK 6: false；JDK 7+: true（intern 會將 "ab" 加入池，s4 已在池中）

三、實戰避坑指南

• 不要用 == 比較字串內容，永遠用 equals()。
• 大量動態生成字串（如解析大量 XML/JSON）慎用 intern()，會佔用堆記憶體且池無上限（JDK 7+），可能導致 OOM。
• -XX:StringTableSize= 可調整常量池哈希桶數量（預設 60013），提升 intern() 效能。
• 基本型別包裝類比較：equals() 比值，== 比引用（快取範圍內可能相等，不可依賴）。

理解常量池機制，能寫出更省記憶體、更少 Bug 的 Java 代碼。