你了解方法區、永久代以及元空間的功能和差別嗎？String.intern()原理你懂了嗎？帶着疑問，一起來看看吧.....
方法區也是各個線程共享的記憶體區域，它用于存儲已經被虛拟機加載的類資訊、常量、靜态變量、即時編譯器編譯後的代碼等資料。
方法區域又被稱為“永久代”，但這僅僅對于Sun HotSpot來講，JRockit和IBM J9虛拟機中并不存在永久代的概念。
Java虛拟機規範把方法區描述為Java堆的一個邏輯部分，而且它和Java Heap一樣不需要連續的記憶體，可以選擇固定大小或可擴充，另外，虛拟機規範允許該區域可以選擇不實作垃圾回收。
相對而言，垃圾收集行為在這個區域比較少出現。該區域的記憶體回收目标主要針是對廢棄常量的和無用類的回收。
運作時常量池是方法區的一部分，Class檔案中除了有類的版本、字段、方法、接口等描述資訊外，還有一項資訊是常量池（Class檔案常量池），用于存放編譯器生成的各種字面量和符号引用，這部分内容将在類加載後存放到方法區的運作時常量池中。
運作時常量池相對于Class檔案常量池的另一個重要特征是具備動态性，Java語言并不要求常量一定隻能在編譯期産生，也就是并非預置入Class檔案中的常量池的内容才能進入方法區的運作時常量池，運作期間也可能将新的常量放入池中，這種特性被開發人員利用比較多的是String類的intern()方法。
在JDK1.7之前 運作時常量池邏輯包含字元串常量池存放在方法區, 此時hotspot虛拟機對方法區的實作為永久代
在JDK1.7 字元串常量池被從方法區拿到了堆（方法區是堆的一個邏輯分區）中, 這裡沒有提到運作時常量池,也就是說字元串常量池被單獨拿到堆,運作時常量池剩下的東西還在方法區, 也就是hotspot中的永久代
在JDK1.8及之後 hotspot移除了永久代用元空間(Metaspace)取而代之, 這時候字元串常量池還在堆, 運作時常量池還在方法區, 隻不過方法區的實作從永久代變成了元空間(Metaspace)。
如下圖Java堆記憶體結構，注意，在Java虛拟機規範将永久代（方法區）中描述為Java堆的一個邏輯部分。
JDK8 HotSpot JVM 将永久代移除，使用本地記憶體來存儲類中繼資料資訊并稱之為：元空間（Metaspace）。
以下是JVM記憶體模型中方法區的變動：
新生代：Eden+From Survivor+To Survivor
老年代：OldGen
永久代（方法區的實作） : PermGen替換為Metaspace(本地記憶體中)
方法區和“PermGen space”又有着本質的差別。前者是 JVM 的規範，而後者則是 JVM 規範的一種實作，并且隻有 HotSpot 才有 “PermGen space”，而對于其他類型的虛拟機，如 JRockit（Oracle）、J9（IBM） 并沒有“PermGen space”。由于方法區主要存儲類的相關資訊，是以對于動态生成類的情況比較容易出現永久代的記憶體溢出。
元空間的本質和永久代類似，都是對JVM規範中方法區的實作。不過元空間與永久代之間最大的差別在于：元空間并不在虛拟機中，而是使用本地記憶體。是以，預設情況下，元空間的大小僅受本地記憶體限制，但可以通過以下參數來指定元空間的大小：
-XX:MetaspaceSize，初始空間大小，達到該值就會觸發垃圾收集進行類型解除安裝，同時GC會對該值進行調整：如果釋放了大量的空間，就适當降低該值；如果釋放了很少的空間，那麼在不超過MaxMetaspaceSize時，适當提高該值。 -XX:MaxMetaspaceSize，最大空間，預設是沒有限制的。 除了上面兩個指定大小的選項以外，還有兩個與 GC 相關的屬性： -XX:MinMetaspaceFreeRatio，在GC之後，最小的Metaspace剩餘空間容量的百分比，減少為配置設定空間所導緻的垃圾收集 -XX:MaxMetaspaceFreeRatio，在GC之後，最大的Metaspace剩餘空間容量的百分比，減少為釋放空間所導緻的垃圾收集
字元串存在永久代中，現實使用中易出問題, 由于永久代記憶體經常不夠用或發生記憶體洩露，爆出異常 java.lang.OutOfMemoryError: PermGen
類及方法的資訊等比較難确定其大小，是以對于永久代的大小指定比較困難，太小容易出現永久代溢出，太大則容易導緻老年代溢出。
永久代會為 GC 帶來不必要的複雜度，并且回收效率偏低。
This is part of the JRockit and Hotspot convergence effort. JRockit customers do not need to configure the permanent generation (since JRockit does not have a permanent generation) and are accustomed to not configuring the permanent generation. 即：移除永久代是為融合HotSpot JVM與 JRockit VM而做出的努力，因為JRockit沒有永久代，不需要配置永久代。
由于類的中繼資料配置設定在本地記憶體中，元空間的最大可配置設定空間就是系統可用記憶體空間。是以，我們就不會遇到永久代存在時的記憶體溢出錯誤，也不會出現洩漏的資料移到交換區這樣的事情。最終使用者可以為元空間設定一個可用空間最大值，如果不進行設定，JVM會自動根據類的中繼資料大小動态增加元空間的容量。
注意：永久代的移除并不代表自定義的類加載器洩露問題就解決了。是以，你還必須監控你的記憶體消耗情況，因為一旦發生洩漏，會占用你的大量本地記憶體，并且還可能導緻交換區交換更加糟糕。
了解更多：元空間的記憶體管理
intern() 方法傳回字元串對象的規範化表示形式。
它遵循以下規則：對于任意兩個字元串 s 和 t，當且僅當 s.equals(t) 為 true 時，s.intern() == t.intern() 才為 true。
String.intern方法究竟做了什麼？jdk源碼中對intern方法的詳細解釋為：
Returns a canonical representation for the string object. A pool of strings, initially empty, is maintained privately by the class String. When the intern method is invoked, if the pool already contains a string equal to this String object as determined by the equals(Object) method, then the string from the pool is returned. Otherwise, this String object is added to the pool and a reference to this String object is returned. It follows that for any two strings s and t, s.intern() == t.intern() is true if and only if s.equals(t) is true. All literal strings and string-valued constant expressions are interned. String literals are defined in section 3.10.5 of the The Java? Language Specification.
簡單來說就是intern用來傳回常量池中的某字元串，如果常量池中已經存在該字元串，則直接傳回常量池中該對象的引用。否則，在常量池中加入該對象，然後 傳回引用。(這裡的加入該對象對于java1.7前後的處理方式不同, 往後看)
看下一個例子：
為什麼會得到這樣的一個結果呢？我們一步一步的分析。
第一、str5.equals(str3)這個結果為true，不用太多的解釋，因為字元串的值的内容相同。
第二、str5 == str3對比的是引用的位址是否相同，由于str5采用new String方式定義的，是以位址引用一定不相等。是以結果為false。
第三、當str5調用intern的時候，會檢查字元串池中是否含有該字元串。由于之前定義的str3已經進入字元串池中，是以會得到相同的引用。
第四，當str4 = str1 + str2後，str4的值也為”ab”，但是為什麼這個結果會是false呢？先看下面代碼：
由運作結果可以看出來，b.intern() == a和b.intern() == c可知，采用new 建立的字元串對象不進入字元串池，并且通過b.intern() == d和b.intern() == f可知，字元串相加的時候，都是靜态字元串的結果會添加到字元串池，如果其中含有變量（如f中的e）則不會進入字元串池中。但是字元串一旦進入字元串池中，就會先查找池中有無此對象。如果有此對象，則讓對象引用指向此對象。如果無此對象，則先建立此對象，再讓對象引用指向此對象。
結果是:
true false
《深入了解java虛拟機》中寫道，如果JDK1.6會傳回兩個false，JDK1.7運作則會傳回一個true一個false。
JDK1.6中，intern（）方法會把首次遇到的字元串執行個體複制到永久代中，傳回的也是永久代中這個字元串的執行個體的引用，而StringBulder建立的字元串執行個體在Java堆上，是以必然不是同一個引用，将傳回false。
JDK1.7中，intern（）的實作不會在複制執行個體，隻是在常量池中記錄首次出現的執行個體引用，是以傳回的是引用和由StringBuilder.toString()建立的那個字元串執行個體是同一個。
str2的比較傳回false因為"java"這個字元串在執行StringBuilder.toString()之前已經出現過，字元串常量池中已經有它的引用了，不符合“首次出現”的原則，而“計算機軟體”這個字元串是首次出現，是以傳回true。(System類自動由java虛拟機調用, 其中把"java"加入到了常量池中)
new String都是在堆上建立字元串對象。當調用 intern() 方法時，編譯器會将字元串添加到常量池中（stringTable維護），并傳回指向該常量的引用。
通過字面量指派建立字元串（如：String str=”twm”）時，會先在常量池中查找是否存在相同的字元串，若存在，則将棧中的引用直接指向該字元串；若不存在，則在常量池中生成一個字元串，再将棧中的引用指向該字元串。
常量字元串的“+”操作，編譯階段直接會合成為一個字元串。如string str=”JA”+”VA”，在編譯階段會直接合并成語句String str=”JAVA”，于是會去常量池中查找是否存在”JAVA”,進而進行建立或引用。
常量字元串和變量拼接時（如：String str3=baseStr + “01”;）會調用stringBuilder.append()在堆上建立新的對象。
對于final字段，編譯期直接進行了常量替換（而對于非final字段則是在運作期進行指派處理的）。在編譯時，直接替換成了String str3=”ja”+”va”，根據第三條規則，再次替換成String str3=”JAVA”。
JDK 1.7後，intern方法還是會先去查詢常量池中是否有已經存在，如果存在，則傳回常量池中的引用，這一點與之前沒有差別，差別在于，如果在常量池找不到對應的字元串，則不會再将字元串拷貝到常量池，而隻是在常量池中生成一個對原字元串的引用。簡單的說，就是往常量池放的東西變了：原來在常量池中找不到時，複制一個副本放到常量池，1.7後則是将在堆上的位址引用複制到常量池。
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