java - 在 Java 中，物理内存如何保存每个长度为 1MB 的字符串 HashMap ？

Question

这个问题困扰了我一段时间，我似乎无法从 oracle java 资源中找到任何答案。有没有人对此事有任何线索:

我理解一个字符串其实就是一个char数组。但是，我想知道在以下两种情况下，数据在物理内存中的存储方式有何不同:

案例 1) 总共 10 个字符串放入 HashMap 中。每个字符串都以 0 长度开始。每一秒，每个字符串都追加 1000 字节。直到每个达到1MB

案例 2)总共 10 个字符串放入 HashMap 中。每个字符串以 1M 长度(带空格)开头。每一秒，每个字符串都被 替换 为 1000 字节。直到它替换了所有的 1MB。

对于case1，会不会因为字符串长度不断增长，需要进行新的分配，导致在物理内存中进行更多的引用？还是将数据“推”到后面以便分配下一个可用内存？

对于案例 2，这是否意味着更少的引用需求(或者实际上不需要引用)，因为字符串首先以 1MB 长度启动？

最后，我想知道这两种情况对垃圾收集器或内存分配性能有什么影响吗？

Answer 1

实际上，在处理字符串时，它们几乎是一样的。

简单地说，字符串是不可变的。因此，如果您有一个包含 1000 个字符的字符串，并向其追加 1000 个字符，那么您将拥有一个包含 2000 个字符的字符串，而前一个字符串可用于垃圾回收。

如果你有一个 1M 的 String 并改变它，你就有了一个新的 1M 的 String，旧的可以用于垃圾回收。由于字符串是不可变的，因此没有拆分旧字符串、删除所需内容、添加新字符串以及将旧字符串和新字符串附加在一起的花招。相反，它只是简单地将其复制到新版本中。

还有其他结构表现更好，但仍然存在类似问题。

例如，如果您有一个 StringBuilder，在 1000 + 1000 的情况下，它的行为几乎与普通字符串完全一样。但是，如果您知道会发生这种情况，您可以将它预先分配到，比如 10,000，然后它会简单地复制到预先分配的空间，而不是扔掉整个旧工具包。

字符串不变性的另一个特点是字符串可以共享。

一个简单的例子是这样的:

String a = "abc123";
String b = a.substring(1, 3);

这将有一个包含 6 个字符的数组(“abc123”)，但是两个字符串都将指向该数组，'b' 字符串将指向数组中与原始数组的偏移量。

缺点是:

String a = ".../pinky 1 MILLION characters...";
String b = a.substr(1, 3);
a = null;

“b”现在指向“a”使用的原始缓冲区，即使它只“看到”3 个字符。因此，您的 'b' 字符串实际上占用了 1M 个字符的内存。