通過反編譯深度解析 String.intern() 與字符串常量池機制

通過反編譯深度解析 String.intern() 與字符串常量池機制

一、 核心結論速覽

二、 經典面試題反編譯還原

案例 1：new String("string") vs intern()

String str1 = "string";
String str2 = new String("string");
String str3 = str2.intern();
System.out.println(str1 == str2); // false：str1指常量池，str2指堆
System.out.println(str1 == str3); // true：intern()返回常量池引用

案例 2：編譯期常量折疊與 final 語義

final String baseFinal = "baseStr";
String str1 = "baseStr01";
String str2 = "baseStr" + "01";        // 編譯期合併 → "baseStr01"
String str3 = baseStr + "01";          // 運行期 StringBuilder
String str4 = baseFinal + "01";        // 編譯期常量折疊 → "baseStr01"
String str5 = new String("baseStr01").intern();

System.out.println(str1 == str2); // true
System.out.println(str1 == str3); // false
System.out.println(str1 == str4); // true
System.out.println(str1 == str5); // true

反編譯關鍵字節碼：

• str2：ldc #常量池索引 直接加載合併後字面量。
• str3：new StringBuilder → dup → invokespecial → aload → invokevirtual append → ldc "01" → invokevirtual append → invokevirtual toString。
• str4：ldc #常量池索引（final 導致編譯期替換）。
• str5：new String → dup → ldc "baseStr01" → invokespecial → invokevirtual intern。

案例 3：intern() 執行順序對 JDK 1.6/1.7 行為差異的影響

// 版本 A
String str2 = new String("str") + new String("01");
str2.intern();          // 先 intern
String str1 = "str01";  // 後字面量
System.out.println(str2 == str1); // JDK6: true, JDK7+: false

// 版本 B
String str1 = "str01";  // 先字面量
String str2 = new String("str") + new String("01");
str2.intern();          // 後 intern
System.out.println(str2 == str1); // JDK6: false, JDK7+: false

原理：

• JDK 6：常量池在永久代，intern() 會將字符串複製到常量池。版本 A 先 intern() 將堆對象引用複製入池，後字面量直接複用池中引用 → true。
• JDK 7+：常量池移至堆，intern() 僅在常量池記錄堆對象引用（不複製）。版本 A 先 intern() 記錄堆引用，後字面量在常量池創建新引用指向新字符串對象 → 兩引用指向不同對象 → false。

三、 高頻面試題速答

1. String s = new String("xyz") → 2 個對象（常量池 "xyz" + 堆對象）。
2. String s1="abc", s2="abc" → true（同常量池引用）。
3. new String("abc") 兩次 → false（兩個堆對象）。
4. s2+s3 非 final 變量拼接 → false（StringBuilder 生成新對象）。
5. final String s2="a", s3="bc"; s2+s3 → true（編譯期折疊為 "abc"）。

掌握 String、常量池、intern()、final 編譯期優化、JDK 版本差異，是攻克字符串面試題與避免生產 Bug 的利器。