知識星球導讀：String.intern是一個JDK中的常用方法，通常用於快取字串，最佳化記憶體使用，然而頻繁使用該方法也會導致別的問題，本文從該方法的實現入手，深入分析了可能出現的問題和解決方案。
Java的 String類有個有意思的public方法：
public String intern()
傳回標準表示的字串物件。String類維護私有字串池。
呼叫此方法時，如果字串池已經包含等於此字串物件的字串（透過equals方法確定），則傳回池中的字串。 否則，將此String物件新增到池中，並傳回對此String物件的取用。
這個功能為String提供了字串池，我們可以使用它來最佳化記憶體。 但是，這有一個缺點：在OpenJDK中，String.intern()是本地方法，它實際上呼叫了JVM的相關方法來實現該功能。這樣實現的原因是，當VM和JDK程式碼必須就特定String物件的標識達成一致時，String interning就必須是JDK-VM介面的一部分。
這樣的實現意味著：
- 您需要在每個intern呼叫使用JDK-JVM介面，這會浪費CPU。
- 效能受本地HashTable實現的影響，可能落後於高效能Java版本，特別是在併發訪問的情況下。
- 由於Java Strings是來自VM的取用，因此它們成為GC root set的一部分。 在許多情況下，這需要在GC停頓期間執行額外的工作。
吞吐量實驗
我們可以構建簡單的實驗來說明問題。 使用HashMap和ConcurrentHashMap實現intern方法，這為我們提供了一個非常好的JMH基準：
該測試試圖在很多字串上執行intern方法，但實際的intern僅在第一次遍歷迴圈時發生，之後只訪問map中的字串。 size引數用於控制我們intern的字串數量，從而限制我們正在處理的字串表大小。 對於intern來說，通常都這樣使用。
使用JDK 8u131執行它：
可以看出 String.intern()明顯更慢。慢的原因在於本地實現，這在perf record -g中清晰可見：
雖然JNI轉換成本相當高，但似乎在StringTable實現上也花了相當多的時間。 使用 -XX:+PrintStringTableStatistics，將輸出如下內容：
註意最後一行，平均每個bucket 16個元素表示已經過載。 更糟糕的是，字串表不可調整大小（雖然有實驗工作使它們可以調整大小，但是因為“其他原因”而被移除）。 透過設定更大的-XX:StringTableSize可能會減輕該問題：
然而這隻能暫時緩解問題，因為你必須提前做好規劃。 如果盲目地將String表大小設定為較大值，並且不使用它，則會浪費記憶體。 即使您使用很大的StringTable，JNI本地呼叫仍然會消耗CPU。
GC停頓實驗
本地字串表最大問題在於它是GC root的一部分。也就是說，它應該需要垃圾收集器進行特殊掃描/更新。 在OpenJDK中，這意味著在暫停期間額外工作。 實際上，對於Shenandoah（譯者註：對於ZGC也如此），暫停主要依賴於GC root set大小，在String表中存在1M記錄會導致以下結果：
因為我們在root set中添加了內容，每次暫停會增加13ms。
某些GC實現僅在完成重要操作時執行String表清理。 比如，如果不進行解除安裝類，從JVM角度來看清理String表是沒有意義的（因為載入的類是intern字串的主要來源）。 因此，此工作負載在G1和CMS中會也會表現出有趣的行為：
用CMS跑一遍：
看起來結果還可以。 遍歷多載的字串表需要一段時間。 蛋疼的事情會在使用-XX:-ClassUnloading禁用類解除安裝後發生。你猜猜接下來會發生什麼：
FULL GC! 對於CMS，假設使用者會呼叫System.gc()，使用ExplicitGCInvokesConcurrentAndUnloadsClasses會緩解這一情況。
意見
在假設改進記憶體佔用空間或低階==最佳化的情況下，我們討論了實現intern的方法。有關Java String的更多詳細資訊，可以參考我的演講“java.lang.String Catechism”。
對於OpenJDK，String.intern()是本機JVM字串表的代理，使用它需要註意：吞吐量，記憶體佔用，暫停時間等問題。 很容易低估這些問題的影響。 手動控制的intern工作更加可靠，因為它們在Java端工作，只是普通Java物件，通常更容易調整大小，並且在不再需要時也可以完全丟棄。 GC輔助字串去重覆資料（http://openjdk.java.net/jeps/192）確實可以減少很多問題。
幾乎在在我們進行每個專案中，從熱路徑中刪除String.intern()，或者用手動方式替代它，都有很大的效能提升。 不要無腦使用String.intern()，好嗎？
原文地址：
https://shipilev.net/jvm/anatomy-quarks/10-string-intern/
本文作者Aleksey Shipilёv，由方圓翻譯。轉載本文請註明出處，歡迎更多小夥伴加入翻譯及投稿文章的行列，詳情請戳公眾號選單「聯絡我們」。
