Java 8 新特性:字符串去重

  • 郭蕾

2014 年 9 月 11 日

话题:JavaDevOps语言 & 开发架构

8 月 19 日,Oracle发布了 JDK 8u20,JDK 8u20 包含很多新特性,比如 Java 编译器更新、支持在运行时通过 API 来修改 MinHeapFreeRatio 和 MaxHeapFreeRatio 参数、新的 GC 调优指南文档。不过在众多新特性中,最令人期待的还是字符串去重(String Deduplication )特性。如何减少内存占用一直是一个永恒的话题,而在 Java 应用中,经常会看到 String 对象会占用应用 30% 的内存,它是 Java 中最常用的对象之一。新的字符串去重特性可以帮助减少应用中 String 对象的内存占用,目前该特性只适用于 G1 垃圾收集器,并且默认不被开启。

Fabian Lange解释了字符串去重特性的实现方式:

垃圾收集器会在访问 String 对象时对其字符数组进行标记,并将 String 的哈希值以及弱引用保存到一个数组中。当垃圾收集器发现另一个具有相同哈希值的 String 对象时,它就会逐字符比对这两个对象。如果他们完全匹配,那其中一个 String 就会被修改指向到另一个 String 的字符数组。由于第一个字符数组已经不再被引用,所以它也就可以被回收了。垃圾收集器会尽量减少整个操作的开销,比如某个 String 对象扫描未发现有重复,那接下来的一段时间内它不会再被检查。

紧接着,Fabian Lange 通过代码的方式解释了字符串去重特性的神奇效果。首先使用 Java 8 Update 20 通过参数 -Xmx256m -XX:+UseG1GC 运行以下代码:

public class LotsOfStrings {

  private static final LinkedList<String> LOTS_OF_STRINGS = new LinkedList<>();

  public static void main(String[] args) throws Exception {
    int iteration = 0;
    while (true) {
      for (int i = 0; i < 100; i++) {
        for (int j = 0; j < 1000; j++) {
          LOTS_OF_STRINGS.add(new String("String " + j));
        }
      }
      iteration++;
      System.out.println("Survived Iteration: " + iteration);
      Thread.sleep(100);
    }
  }
}

代码会在 30 次循环之后因 OutOfMemoryError 异常而结束运行。在使用参数 -XX:+UseStringDeduplication -XX:+PrintStringDeduplicationStatistics 开启字符串去重特性后,程序可以多运行一段时间。通过 JVM 的日志也可以详细了解整个去重过程的详细信息。请读者自行测试。

最后,Fabian Lange 还解释了字符串去重与字符串驻留的区别,它们很相似,除了字符串驻留重用了整个的 String 实例,而字符串去重只是针对 String 的字符数组。

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