что такое пул строк
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.
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
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.
Все о String.intern()
Тем, кто знает об этом методе лишь понаслышке, добро пожаловать под кат.
Строки являются фундаментальной частью любого современного языка программирования и так же важны, как и числа. Поэтому можно предположить, что Java программисты должны иметь свое твердое представление о них, но к сожалению, это не всегда так.
Сегодня я просматривал исходный код Xerces (XML-парсер, включенных в Java) и наткнулся на строку, которая меня очень удивила:
com.sun.org.apache.xerces.internal.impl.XMLScanner:395
protected final static String fVersionSymbol = «version».intern();
1) Создать множество (hash set) строк
2) Проверить, что строка (как последовательность символов), с которой вы имеете дело, уже в множестве
3) Если да, то использовать строку из множества
4) В противном случае, добавить эту строку в множество и затем использовать ее
Так почему же я так удивился, увидев
protected final static String fVersionSymbol = «version».intern();
в исходном коде Xerces? Очевидно, что эта строка будет использоваться для многократных сравнений. Имеет ли смысл интернировать ее?
Вывод? intern() является полезным методом и может сделать жизнь легче — но убедитесь, что вы используете его должным образом.
От переводчика
Прошу простить за то, что пару раз исказил исходный текст, чтобы сделать его более понятным (как мне казалось).
Большое спасибо хабраюзеру nolled, который пригласил меня в Хабрасообщество.
Update
Думаю, что следующая информация, которую я узнал из других источников будет здесь не лишней:
1. Пул строк хранится в области «Perm Gen», которая зарезервирована для non-user объектов JVM (классы и пр). Если этого не учитывать, вы можете неожиданно получить OutOfMemory Error.
2. Интернированные строки не хранятся вечно. Строки, на которых нет ссылок, также удаляются сборщиком мусора.
3. В большинстве случаев вы не получите существенного прироста производительности от использования intern() — если сравнение строк не является основной (или очень частой) операцией вашего приложения и сравниваемые строки разные по длине.