我要招人

Java面试题更新 2026-08-05

JDK 9 中 String 的内部存储结构由 char 数组改为 byte 数组，主要原因和设计考量是什么？

技术原理Java

考察说明

考查候选人对 JDK 9 String 内部存储优化（Compact Strings）原理及动机的理解。

回答思路

  1. 【回答框架 1】JDK 9 引入 Compact Strings，将 String 内部的 char[] 改为 byte[]，并增加一个编码标识字段（coder）。该字段表示当前字符串使用 LATIN1（单字节）还是 UTF16（双字节）编码。
  2. 【回答框架 2】核心动机是内存节省。Java 中 char 是 16 位无符号整数，若字符串仅包含 Latin-1 字符（如英文字母和常用符号），每个字符只需 1 字节，而 char[] 会固定占用 2 字节。改用 byte[] 后，Latin-1 字符串可节省约 50% 的内存。
  3. 【回答框架 3】实现方式：String 对象中保留 byte[] value 和 byte coder 字段。当 coder 为 0（LATIN1）时，每个字节代表一个字符；当 coder 为 1（UTF16）时，每两个字节代表一个 char。这样既支持非 Latin-1 字符，又对纯 ASCII 字符串实现压缩。
  4. 【回答框架 4】性能方面，内存占用降低有助于减少 GC 压力，提升缓存局部性，但字符串相关操作（如 indexOf、substring）需要根据 coder 选择不同实现分支，可能带来少量额外判断开销。整体上多数场景收益大于成本。
  5. 【关键点 1】内存节省：Latin-1 字符串内存占用减半。
  6. 【关键点 2】实现：byte[] + coder 字段，编码标识控制解码方式。
  7. 【关键点 3】兼容性：字符串不可变性不变，公共 API 行为不变。
  8. 【关键点 4】性能：减少 GC 和缓存压力，但操作需按编码分支处理。
  9. 【易错点 1】不要认为所有字符串都节省 50% 内存，仅当为 LATIN1 编码时有效。
  10. 【易错点 2】不要认为这是为了提升所有操作性能，有时分支判断会带来轻微开销。
  11. 【易错点 3】不要混淆 Compact Strings 与字符串常量池（StringTable）的机制。