Introducción
El objeto String es la clase más utilizada en el lenguaje Java. En este artículo, exploraremos el Java String Pool — la región especial de memoria donde se almacenan los Strings por la JVM. A medida que profundizamos en este tema, discutiremos conceptos clave como la inmutabilidad de los Strings, la creación de Strings a través de literales y constructores, la optimización de memoria mediante el interning, y más. Estos elementos son esenciales para cualquier programador de Java que busque utilizar eficientemente este tipo de objeto en sus aplicaciones.
1. Overview
El Java String Pool es una parte fundamental de cómo Java maneja los objetos String. La inmutabilidad de los Strings permite a la JVM optimizar la cantidad de memoria asignada para ellos al almacenar solo una copia de cada literal String en el pool. Este proceso se conoce como interning. Cuando creamos una variable String y le asignamos un valor, la JVM busca en el pool un String de valor igual. Si se encuentra, el compilador de Java simplemente devolverá una referencia a su dirección de memoria, sin asignar memoria adicional. Si no se encuentra, se añadirá al pool (internado) y se devolverá su referencia.
Aquí tienes un pequeño ejemplo para verificar el comportamiento de interning:
String constantString1 = "Baeldung";
String constantString2 = "Baeldung";
assertThat(constantString1)
.isSameAs(constantString2);
En este fragmento, ambos constantString1 y constantString2 apuntan a la misma dirección de memoria en el String Pool, devolviendo true en la comparación.
2. String Interning
La inmutabilidad permite que la JVM optimice el uso de memoria para los Strings. Cuando se crea un String, se realiza una búsqueda para determinar si ya existe en el pool. Si existe, se usa la referencia existente; si no, se crea uno nuevo y se añade al pool.
Ejemplo de Interning:
String first = "Baeldung";
String second = "Baeldung";
System.out.println(first == second); // Salida: true
3. Strings Allocated Using the Constructor
Cuando creamos un String mediante el operador new, la JVM crea un nuevo objeto y lo almacena en el espacio heap reservado. Cada String creado de esta manera apuntará a una región de memoria diferente, a diferencia de los Strings internados.
Comparación de Creación de Strings:
String constantString = "Baeldung";
String newString = new String("Baeldung");
assertThat(constantString).isNotSameAs(newString);
En este caso, constantString y newString tienen diferentes referencias de memoria, lo que significa que aunque contengan el mismo valor, no son idénticos.
4. String Literal vs String Object
Crear un objeto String usando el operador new() siempre crea un nuevo objeto en memoria heap. Por otro lado, si usamos la sintaxis de literal String, puede devolver un objeto existente del String pool si ya existe.
Ejemplo de Comparación:
String third = new String("Baeldung");
String fourth = new String("Baeldung");
System.out.println(third == fourth); // Salida: false
Así, podemos concluir que es preferible usar notación literal siempre que sea posible, ya que es más legible y permite a la JVM optimizar el uso de memoria.
5. Manual Interning
También podemos internar un String manualmente en el Java String Pool usando el método intern(). Manually interning el String almacenará su referencia en el pool.
Ejemplo de Interning Manual:
String constantString = "interned Baeldung";
String newString = new String("interned Baeldung");
assertThat(constantString).isNotSameAs(newString);
String internedString = newString.intern();
assertThat(constantString)
.isSameAs(internedString);
6. Garbage Collection
Antes de Java 7, el pool de Strings se almacenaba en el espacio de PermGen, que tiene un tamaño fijo y no es elegible para la recolección de basura. Esto aumentaba el riesgo de obtener un OutOfMemory si se internaban demasiados Strings.
Desde Java 7, el pool de Strings se almacena en el espacio Heap, lo que permite la recolección de basura y reduce el riesgo de sobrecarga de memoria.
7. Performance and Optimizations
En versiones anteriores a Java 7, la única optimización que podíamos realizar era aumentar el espacio PermGen durante la invocación del programa:
-XX:MaxPermSize=1G
En Java 7, tenemos opciones más detalladas para examinar y ajustar el tamaño del pool. Dos de estas son:
-XX:+PrintFlagsFinal
-XX:+PrintStringTableStatistics
Podemos aumentar el tamaño del pool en términos de buckets:
-XX:StringTableSize=4901
Un mayor tamaño del pool podría consumir más memoria, pero también puede reducir el tiempo necesario para insertar los Strings en la tabla.
8. A Note About Java 9
Hasta Java 8, los Strings se representaban internamente como un array de caracteres (char[]), codificados en UTF-16. En Java 9, se introdujo una nueva representación llamada Compact Strings, que elige entre char[] y byte[] dependiendo del contenido almacenado. Esto significa que el uso de memoria de heap será significativamente menor, lo que también reduce la sobrecarga del recolector de basura en la JVM.
9. Conclusión
En esta guía, hemos revisado cómo la JVM y el compilador de Java optimizan las asignaciones de memoria para objetos String a través del Java String Pool. Las optimizaciones de memoria, el interning y el manejo eficiente de Strings son fundamentales para cualquier programador Java que busque mejorar la performance de sus aplicaciones. Recordemos siempre priorizar la creación de Strings a través de literales para conseguir ventajas en la eficiencia de la memoria.
Consejos Prácticos:
- Usa Literales: Siempre que sea posible, crea
Stringsutilizando literales en lugar del operadornewpara aprovechar el String Pool. - Interning Manual: Cuando crees muchas instancias de un mismo
String, considera usar el métodointern()para optimizar el uso de memoria. - Vigila el Garbage Collection: En aplicaciones que manejan un gran número de
Strings, presta atención a potenciales problemas con la recolección de basura y el rendimiento de la aplicación.
Siguiendo estos consejos, podrás mejorar la gestión de memoria y el rendimiento en tus aplicaciones Java.
