字串：Java 中的垃圾收集和不變性

在Java中，字串由於其不變性和實習特性在記憶體管理中發揮獨特的作用。這些概念不僅可以提高效能，還可以引入記憶體處理的細微差別，這在面試中通常是必不可少的。

讓我們深入探討垃圾收集和不變性，並注意字串池和JVM記憶體管理如何與這些概念互動。

這篇文章建立在上一篇關於字串池和記憶體管理的文章中討論的概念的基礎上。首先查看該文章將為理解此處涵蓋的主題提供有用的基礎。

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1.字串垃圾收集

在 Java 中，字串文字在垃圾回收 (GC) 方面的行為有所不同。

1。字串池中未引用的文字

String string3 = "World"; // Stored in String Pool

// A new string is created in the pool due to case-sensitivity
string3 = "WORLD";

• 在此範例中，原始「World」仍在字串池中，即使 string3 重新指派。

• JVM 在池中保留未引用的文字，允許將來重用，但這些文字不會像常規堆對像那樣受到垃圾回收。

2。堆對象

String str1 = new String("World"); // Stored in Heap

// String Pool reference is used now
// leaving the previous "World" eligible for GC in Heap
str1 = "WORLD";

• 使用 new 建立時，字串會進入 堆疊而不是字串池。

• 如果引用發生變化，就像 str1 一樣，堆中未使用的「World」字串可以被垃圾回收，因為它不再被引用。

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2. 字串不變性

Java 中的字串不可變——一旦創建，就無法修改。任何「修改」都會產生一個新的字串對象，而不是更改現有的字串對象。

不變性的實際效果

1。編譯時串聯（使用文字最佳化）

   String string5 = "This" + "String";

• 當連接文字時，Java編譯器透過在編譯時執行連線來最佳化。

• 產生的字串（「ThisString」）直接儲存在字串池中，完全避免了堆疊。

• 此過程也稱為恆定池折疊。

2。運行時串聯（無最佳化）

   String string1 = "Hello";
   string1 = string1 + "Hello"; // Stored in Heap

• 當一個或多個操作數是變數（非文字）時，連接發生在運行時，產生一個不駐留在字串池中的堆對象.

• 範例：原始的「Hello」文字保留在池中，而串聯的「HelloHello」字串儲存在堆中，確認了原始「Hello」的不變性。

3。使用 concat() 方法

String string3 = "World"; // Stored in String Pool

// A new string is created in the pool due to case-sensitivity
string3 = "WORLD";

• concat() 方法總是執行 運行時 連接，將新字串放置在 堆 中，無論操作數是文字還是變數。

4。應用 intern() 方法

String str1 = new String("World"); // Stored in Heap

// String Pool reference is used now
// leaving the previous "World" eligible for GC in Heap
str1 = "WORLD";

過程：

• 首先，concat() 操作在 堆 中建立一個新字串，其值為“World say Hello”，string3 最初引用該字串。

• 當我們呼叫 intern() 時，它會檢查該值是否已經在 字串池 中。如果沒有，它將將該值新增至池中並傳回對該池實例的參考。

• 呼叫 intern() 後，string3 指向字串的池化副本。原始堆實例現在沒有任何活動引用，可以進行垃圾回收，從而減少不必要的記憶體使用。

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重點總結

• 字串池最佳化：字串池對於透過重複使用文字來節省記憶體至關重要。
• 不變性：不變性使字串執行緒安全且可靠，但在修改字串時可能會導致額外的堆物件。
• 垃圾收集：池中未引用的文字不會被垃圾收集，但是未使用的基於堆的字符串。

透過理解和利用這些原則，Java 開發人員可以編寫記憶體效率更高、效能更高的程式碼。

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