【String类】subString导致OutOfMemory

String类源码分析

String是Java中最重要的类型之一,但并不是Java的数据基本类型。

在java 7 前其实现借助于以下三个属性:

char[]:实际内容对应的字符数组的*超集*
count: 字符数量
offset: 偏移量

这种实现在java8中修改成了以下2个属性:

char[]:实际内容对应的字符数组
length:数组内容字符数量

这种变化主要为了解决jdk6及以前String.subString()方法引发的内存浪费问题。

jdk 6上String.subString方法源码:


private final char value[];
private final int offset;
private final int count;

// JDK6,包级私有构造,共享 value数组提升速度
String(int offset, int count, char value[]) {
    this.value = value;
    this.offset = offset;
    this.count = count;
}
 
public String substring(int beginIndex, int endIndex) {
    // ... 检查边界的代码
    // 如果范围和自己一模一样,则返回自身,否则用value字符数组构造一个新的对象
    return ((beginIndex == 0) && (endIndex == count)) ? this :
        new String(offset + beginIndex, endIndex - beginIndex, value);

问题: 构造函数
    String(int var1, int var2, char[] var3) {
        this.value = var3;
        this.offset = var1;
        this.count = var2;
    }
解释:

String对象的char[]属性,不是实际的字符串内容,也就是内存常量池中存的内容不是实际的字符串内容。
多个String对象可共用同一块常量池,避免创建多个常量,一定程度上提高String对象的创建效率和访问效率。
但是问题是:字符串和其子串的char[]属性,同时引用同一块常量池空间,即使字符串引用被销毁,只要它的任意子串引用存在(即使该子串可能只有一个字符),常量池的空间(可能是非常大的字符集),还是不能释放。

WechatIMG22.jpeg
实例实验:
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;

public class StringTest {

    public static void main(String[] args) {

        List<String> list = new ArrayList();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {

            try{
                //jdk 6 以下代码循环6463次会报出OutOfMemoryError
                MemoryTest test = new MemoryTest();

                
                //jdk 6 以下代码可以执行完
                //ImprovedMemoryTest test = new ImprovedMemoryTest();
                list.add(test.getSubstring());
            }catch(Error e){
                System.out.println(i);
                e.printStackTrace();
                break;
            }

        }
    }

    static class MemoryTest {
        private String value = new String(new char[10000]);

        private String getSubstring() {
            return this.value.substring(1, 5);
        }
    }


    static class ImprovedMemoryTest {
        private String value = new String(new char[10000]);

        private String getSubstring() {
            return new String(this.value.substring(1, 5));
        }
    }


}
解决办法:

jdk 7上String.subString方法源码:


private final char value[];
private final int length;

// JDK 7, 权限变为 public 
public String(char value[], int offset, int count) {
    // ... 检查边界..
    // value 数组拷贝
    this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset+count);
}
 
 
public String substring(int beginIndex, int endIndex) {
    // ... 检查边界..
    int subLen = endIndex - beginIndex;
    // 如果和自身一样,那就返回自身,否则返回构造的新对象
    return ((beginIndex == 0) && (endIndex == value.length)) ? this
                : new String(value, beginIndex, subLen);

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