StringTable 垃圾回收/G1 去重

StringTable 的垃圾回收

StringTable 和普通对象一样，会被 GC 回收。当一个字符串常量不再被任何地方引用时，它就可以被 GC 回收。

StringTable 的 GC 时机

StringTable 的 GC 发生在Full GC时（JDK 8 及之前）或Metaspace GC时（JDK 9+）。

# JDK 8：Full GC 时清理 StringTable
# JDK 9+：G1 GC 时清理 StringTable（JDK 12+ 专门优化）

# 开启 StringTable GC 日志
java -Xlog:stringtable*=trace MyApp

StringTable GC 的日志

# JDK 8 Full GC 日志：
2026-03-22T10:00:00.123+0800: [Full GC (System.gc())
  [StringTable清理]: before 12000, reclaimed 1500, 姑12500 entries]

# G1 GC 日志（JDK 12+）：
[StringTable幽幽清理]: Cleaning% of 8600 used entries, reclaimed 5000 entries

日志含义：before 12000 表示 GC 前有 12000 个 entry，reclaimed 1500 表示回收了 1500 个无效 entry。

StringTable GC 的原理

StringTable 是一个哈希表。GC 时，JVM 遍历 StringTable，对每个 entry 进行可达性分析：

// 简化逻辑：
for (String entry : stringTable) {
    if (!entry.isReferenced()) {
        // 没有任何地方引用这个字符串
        // 可以从 StringTable 中移除
        stringTable.remove(entry);
    }
}

关键点：一个字符串被回收的条件是没有任何地方引用它——不仅仅是 StringTable 内部没有重复引用，而是整个 Java 堆中都没有对它的引用。

public class StringTableGC {
    public static void main(String[] args) {
        String s = "temporary".intern();

        // 此时 StringTable 有 "temporary" 的引用
        // s 也持有引用

        s = null;  // s 不再引用
        // 如果 GC 时发现没有其他地方引用 "temporary"
        // "temporary" 就从 StringTable 中被回收
    }
}

影响 StringTable GC 的因素

1. StringTable 大小

StringTable 越大，能容纳的字符串越多，但 GC 时遍历时间越长。

# JDK 8：StringTable 默认大小约 60013
java -XX:StringTableSize=100000 MyApp

# JDK 9+：StringTable 大小自动调整
# 但可以通过 -XX:StringTableSize 设置
java -XX:StringTableSize=1000000 MyApp

2. GC 类型

不同的 GC 收集器对 StringTable 的处理策略不同：

GC	StringTable GC
Serial / Parallel	Full GC 时清理
CMS	并发标记阶段不清理，Full GC 时清理
G1	JDK 12+ 在 cleanup 阶段并发清理
ZGC / Shenandoah	通过着色指针，几乎不影响停顿时间

G1 的字符串去重（JDK 12+）

JDK 12 引入了 G1 的字符串去重（String Deduplication） 功能。

什么是字符串去重

字符串去重和 StringTable 的概念不同：

概念	位置	机制	目的
StringTable	StringTable 哈希表	字面量共享	节省内存
String Deduplication	堆中的字符串对象	G1 识别并合并相同内容	节省更多内存

去重的原理

G1 的字符串去重会自动发现内容相同的字符串，让它们共享同一个 char[] / byte[]：

去重前（两个不同的 String 对象持有各自的 char[]）：
String s1 = new String(new char[]{'h','e','l','l','o'});
String s2 = new String(new char[]{'h','e','l','l','o'});
      │
      │ G1 Deduplication 发现内容相同
      ▼
去重后（两个 String 对象共享同一个 char[]）：
┌──────────────┐     ┌──────────────┐
│ String s1   │     │ String s2   │
│  value ──────────────── value    │
│  (引用共享) │     │  (引用共享)  │
└──────────────┘     └──────────────┘
           │
           ▼
        char[] {'h','e','l','l','o'}
        （只有一个 char[] 数组）

启用字符串去重

# JDK 12+：启用字符串去重
java -XX:+UseG1GC \
     -XX:+UseStringDeduplication \
     MyApp

# 查看去重统计
java -XX:+UseG1GC \
     -XX:+UseStringDeduplication \
     -Xlog:stringdedup*=trace \
     MyApp

去重与 intern() 的区别

维度	String.intern()	G1 String Deduplication
触发方式	手动调用 .intern()	G1 自动识别并合并
对象	只处理 String	处理堆中所有 String
共享内容	整个 String 对象	String 内部的 char[]/byte[]
版本	所有 JDK	JDK 12+ G1
内存节省	节省 String 对象本身	节省 char[] 数组

去重的日志

[String Deduplication]
[Phase1: String referencing, 10.000ms]
[Phase2: Table scanning, 15.000ms]
[Concurrent String deduplication, 8000 strings candidates,
 2000 strings deduplicated (50000 bytes saved)]

实战：如何减少 StringTable 内存

1. 避免不必要的 intern()

// ❌ 不好：随机生成的字符串也 intern
String key = UUID.randomUUID().toString().intern();

// ✅ 好：只 intern 固定字符串
private static final String TYPE_USER = "user";
private static final String TYPE_ADMIN = "admin";

2. 合理设置 StringTable 大小

# 如果应用有大量字符串常量但 StringTable 过小
# 可能导致频繁的哈希冲突和 GC
java -XX:StringTableSize=2000000 MyApp

3. 使用 G1 字符串去重

# JDK 12+ 且使用 G1GC
java -XX:+UseG1GC -XX:+UseStringDeduplication MyApp

4. FullGC 触发 StringTable GC

public class ForceStringTableGC {
    public static void main(String[] args) {
        // 通过 System.gc() 间接触发 Full GC，从而清理 StringTable
        // 但这不推荐，因为 Full GC 停顿时间可能很长
        System.gc();
    }
}

本节小结

StringTable 垃圾回收与 G1 去重的核心要点：

关键点	说明
GC 时机	Full GC（JDK 8-）/ G1 cleanup（JDK 12+）
回收条件	没有任何地方引用该字符串
字符串去重	JDK 12+ G1 的优化，合并内容相同的 String 的内部数组
与 intern() 的区别	intern() 是手动去重 StringTable，dedup 是自动合并堆中 String
调优参数	-XX:StringTableSize、-XX:+UseStringDeduplication

理解 StringTable 的 GC 机制，有助于在生产环境中诊断字符串相关的内存问题。

下一节，我们来看 new String() 创建对象数面试题，这是 String 相关最经典的面试题。