揭秘 Java 中 Int 转 String 内存变化之谜

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2024-01-10 06:55:16

引言

在 Java 开发中，我们经常需要将基本数据类型（如 int）转换为字符串（String）。这一转换引发了一个颇为有趣的问题：转换后，内存占用是否会增加？本文将深入探讨这一问题，揭示 int 转 String 背后的内存变化之谜。

理解数据类型

Int：基本数据类型

int 是 Java 中的 32 位有符号整数类型，其范围为 -2^31 至 2^31-1。它使用 4 个字节的内存空间。

String：引用数据类型

String 是 Java 中的引用数据类型，它指向存储在堆（heap）内存中的字符串值。String 对象包含指向字符串数据的引用，以及长度和哈希码等元数据。String 对象本身占用的内存空间相对较小，大约 12 字节。

转换机制

当 int 转换为 String 时，Java 虚拟机（JVM）执行以下操作：

分配堆内存： JVM 在堆中分配一个新的 String 对象。
将 int 值转换为字符序列： JVM 将 int 值转换为一个字符序列，然后将其存储在 String 对象中。
创建 String 对象： JVM 创建一个 String 对象，将指向字符序列的引用存储在对象中。

内存变化

在 int 转换为 String 的过程中，内存占用主要发生在堆内存中：

堆内存增加

String 对象： String 对象本身占用的内存空间增加，约为 12 字节。
字符序列： 根据 int 值的长度，在堆中分配的字符序列所占内存也会增加。

栈内存不变

int 变量本身存储在栈内存中，其内存占用不会因转换而改变。

示例代码

int number = 12345;
String str = String.valueOf(number);

在上述示例中，int 变量 number 在栈内存中占用 4 个字节，转换后的 String 对象 str 在堆内存中占用约 12 字节。

实际测试

为了验证内存变化，我们进行了一项实际测试：

long startHeapMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory() - Runtime.getRuntime().freeMemory();
int number = 12345;
String str = String.valueOf(number);
long endHeapMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory() - Runtime.getRuntime().freeMemory();
System.out.println("Heap memory increase: " + (endHeapMemory - startHeapMemory));

测试结果显示，转换后堆内存增加了 16 字节，这与上述分析一致。