面试官：String 能存储多少个字符？

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来源：juejin.cn/post/
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• 1、首先String的length方法返回是int。所以理论上长度一定不会超过int的最大值。
• 2、编译器源码如下，限制了字符串长度大于等于65535就会编译不通过。
• 3、JVM规范对常量池有所限制。
• 4、运行时限制

1、首先String的length方法返回是int。所以理论上长度一定不会超过int的最大值。

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2、编译器源码如下，限制了字符串长度大于等于65535就会编译不通过。

private void checkStringConstant(DiagnosticPosition var1, Object var2) {
    if (this.nerrs == 0 && var2 != null && var2 instanceof String &&   ((String)var2).length() >= 65535) {
        this.log.error(var1, "limit.string", new Object[0]);
        ++this.nerrs;
    }
}

Java中的字符常量都是使用UTF8编码的，UTF8编码使用1~4个字节来表示具体的Unicode字符。所以有的字符占用一个字节，而我们平时所用的大部分中文都需要3个字节来存储。

//65534个字母，编译通过
String s1 = "dd..d";

//21845个中文”自“,编译通过
String s2 = "自自...自";

//一个英文字母d加上21845个中文”自“，编译失败
String s3 = "d自自...自";

对于s1，一个字母d的UTF8编码占用一个字节，65534字母占用65534个字节，长度是65534，长度和存储都没超过限制，所以可以编译通过。

对于s2，一个中文占用3个字节，21845个正好占用65535个字节，而且字符串长度是21845，长度和存储也都没超过限制，所以可以编译通过。

对于s3，一个英文字母d加上21845个中文”自“占用65536个字节，超过了存储最大限制，编译失败。

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3、JVM规范对常量池有所限制。

量池中的每一种数据项都有自己的类型。Java中的UTF-8编码的Unicode字符串在常量池中以CONSTANTUtf8类型表示。CONSTANTUtf8的数据结构如下：

CONSTANT_Utf8_info {
    u1 tag;
    u2 length;
    u1 bytes[length];
}

我们重点关注下长度为 length 的那个bytes数组，这个数组就是真正存储常量数据的地方，而 length 就是数组可以存储的最大字节数。length 的类型是u2，u2是无符号的16位整数，因此理论上允许的的最大长度是2^16-1=65535。所以上面byte数组的最大长度可以是65535

4、运行时限制

String 运行时的限制主要体现在 String 的构造函数上。下面是 String 的一个构造函数：

public String(char value[], int offset, int count) {
    ...
}

上面的count值就是字符串的最大长度。在Java中，int的最大长度是2^31-1。所以在运行时，String 的最大长度是2^31-1。

但是这个也是理论上的长度，实际的长度还要看你JVM的内存。我们来看下，最大的字符串会占用多大的内存。

(2^31-1)*16/8/1024/1024/1024 = 2GB

所以在最坏的情况下，一个最大的字符串要占用4GB的内存。如果你的虚拟机不能分配这么多内存的话，会直接报错的。

补充

JDK9以后对String的存储进行了优化。底层不再使用char数组存储字符串，而是使用byte数组。对于LATIN1字符的字符串可以节省一倍的内存空间。