Java字符串String那些事
引言
眾所周知在java里面除了8種基本數(shù)據(jù)類(lèi)型的話(huà)，還有一種特殊的類(lèi)型String，這個(gè)類(lèi)型是我們每天搬磚都基本上要使用它。
?String 類(lèi)型可能是 Java 中應(yīng)用最頻繁的引用類(lèi)型，但它的性能問(wèn)題卻常常被忽略。高效的使用字符串，可以提升系統(tǒng)的整體性能。當(dāng)然，要做到高效使用字符串，需要深入了解其特性。
?
String類(lèi)
我們可以看下String類(lèi)的源碼:
public final class String
implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
/** The value is used for character storage. */
private final char value[];
從源碼上我們是不是可以發(fā)現(xiàn)String類(lèi)是被final關(guān)鍵字所修飾的，String類(lèi)的數(shù)據(jù)是通過(guò)char[] 數(shù)組來(lái)存儲(chǔ)的。數(shù)組也是被final修飾的所以String 對(duì)象是不可被更改的。接下來(lái)我們?cè)倏纯碨tring的一些方法：像concat、replace、substring等都是返回了一個(gè)新的new String感興趣的可以去看看String的一些常見(jiàn)方法。當(dāng)我們執(zhí)行這些方法之后最原始的字符串是沒(méi)有改變的，都是返回新的字符串。
public static void main(String[] args) {
String str = new String("java金融");
String str1 = str.substring(0, 4);
String str2 = str.concat("公眾號(hào)");
String str3 = str.replace("java金融", "關(guān)注:【java金融】");
// 還有其他的方法
System.out.println(str1);
System.out.println(str2);
System.out.println(str3);
System.out.println(str);
}
輸出結(jié)果
java
java金融公眾號(hào)
關(guān)注:【java金融】
java金融
所以我們只要記住一點(diǎn)：“String對(duì)象一旦被創(chuàng)建就是固定不變的了，
對(duì)String對(duì)象的任何改變都不影響到原對(duì)象，相關(guān)的任何change操作都會(huì)生成新的對(duì)象”。
字符串常量池
在JVM中，為了減少字符串對(duì)象的重復(fù)創(chuàng)建，維護(hù)了一塊特殊的內(nèi)存空間，這塊內(nèi)存就被稱(chēng)為全局字符串常量池（string pool也有叫做string literal pool）。
字符串常量池的位置
字符串常量池所在的位置也是跟不同的jdk版本有關(guān)系的。
在 JDK6及之前字符串常量池存放在方法區(qū), 此時(shí)hotspot虛擬機(jī)對(duì)方法區(qū)的實(shí)現(xiàn)為永久代。在 JDK7字符串常量池被從方法區(qū)拿到了堆中, 這里沒(méi)有提到運(yùn)行時(shí)常量池,也就是說(shuō)字符串常量池被單獨(dú)拿到堆,運(yùn)行時(shí)常量池剩下的東西還在方法區(qū), 也就是hotspot中的永久代。在 JDK8 hotspot移除了永久代用元空間(Metaspace)取而代之, 這時(shí)候字符串常量池還在堆里只不過(guò)把方法區(qū)的實(shí)現(xiàn)從永久代變成了元空間(Metaspace) 。
String# intern
?String::intern()是一個(gè)本地方法，它的作用是如果字符串常量池中已經(jīng)包含一個(gè)等于此String對(duì)象的字符串，則返回代表池中這個(gè)字符串的String對(duì)象的引用；否則，會(huì)將此String對(duì)象包含的字符串添加到常量池中，并且返回此String對(duì)象的引用。
?
上述定義出自《深入理解Java虛擬機(jī)：JVM高級(jí)特性與最佳實(shí)踐（第3版）》我們知道了這個(gè) String::intern()這個(gè)方法的作用下面來(lái)看幾道并沒(méi)有什么用的題目看看你是否都能夠回答對(duì)？
String str2 = new String("java") + new String("金融"); // 1
str2.intern(); // 2
String str1 = "java金融"; // 3
System.out.println(str2 == str1);
這個(gè)代碼在JDK6中輸出結(jié)果是false，在jdk7輸出是true。為何會(huì)因?yàn)椴煌?code style="font-size: 14px;overflow-wrap: break-word;margin-right: 2px;margin-left: 2px;font-family: "Operator Mono", Consolas, Monaco, Menlo, monospace;word-break: break-all;color: rgb(53, 148, 247);background: rgba(59, 170, 250, 0.1);padding-right: 2px;padding-left: 2px;border-radius: 2px;height: 21px;line-height: 22px;">jdk版本輸出結(jié)果不一樣，因?yàn)椴煌姹咀址Ａ砍氐奈恢冒l(fā)生了變化。下面來(lái)分析下為何會(huì)產(chǎn)生這種差異。字符串雖然不屬于基本數(shù)據(jù)類(lèi)型但是它也可以想基本類(lèi)型一樣，直接通過(guò)字面量來(lái)賦值，同時(shí)也是可以通過(guò)new 來(lái)生成字符串對(duì)象。通過(guò)字面量賦值的方式和new 的方式 生成字符串還是有區(qū)別的。
字面量賦值：通過(guò)字面量賦值（使用雙引號(hào)聲明出來(lái)的 String）會(huì)先去常量池中查找是否已經(jīng)有相同的字符串，如果已經(jīng)存在棧中的引用直接指向該字符串，如果不存在就在常量中生成一個(gè)字符串再將棧中的引用指向該字符串。new的方式創(chuàng)建：而通過(guò)new的方式創(chuàng)建字符串時(shí)，就直接在堆中生成一個(gè)字符串的對(duì)象棧中的引用指向該對(duì)象。對(duì)于堆中的字符串對(duì)象，可以通過(guò)intern() 方法來(lái)將字符串添加的常量池中，并返回指向該常量的引用。jdk6結(jié)果是false，是因?yàn)槌Ａ砍厥窃谟谰么腜erm區(qū)和java堆是兩個(gè)區(qū)域。所以?xún)蓚€(gè)區(qū)域的對(duì)象地址比較是不同的。JDK7結(jié)果是true， 這個(gè)原因主要是從JDK 7及以后，HotSpot將常量池從永久代移到了堆，正因?yàn)槿绱耍?code style="font-size: 14px;overflow-wrap: break-word;margin-right: 2px;margin-left: 2px;font-family: "Operator Mono", Consolas, Monaco, Menlo, monospace;word-break: break-all;color: rgb(53, 148, 247);background: rgba(59, 170, 250, 0.1);padding-right: 2px;padding-left: 2px;border-radius: 2px;height: 21px;line-height: 22px;">JDK7 及以后的intern方法在實(shí)現(xiàn)上發(fā)生了比較大的改變，JDK7及以后，intern方法還是會(huì)先去查詢(xún)常量池中是否有已經(jīng)存在，如果存在，則返回常量池中的引用，這一點(diǎn)與之前沒(méi)有區(qū)別，區(qū)別在于如果在常量池找不到對(duì)應(yīng)的字符串則不會(huì)再將字符串拷貝到常量池，而只是在常量池中生成一個(gè)對(duì)原字符串的引用。所以為什么返回true 是因?yàn)閳?zhí)行完標(biāo)號(hào)為1的時(shí)候常量池中沒(méi)有"「java金融」"對(duì)象的，接下來(lái)標(biāo)號(hào)為2的時(shí)候 會(huì)在常量池生成一個(gè)“「java金融」”的對(duì)象會(huì)直接存一個(gè)對(duì)堆中“「java金融」”的引用，標(biāo)號(hào)為3：進(jìn)行字面量賦值的時(shí)候常量池已經(jīng)存在了所以直接返回該引用。所以都是指向堆中的字符串返回true。「如果把3行代碼放到第一行上面結(jié)果又不一樣了，感興趣的可以動(dòng)手試一試并且分析下原因哦?！?/strong>
string 常見(jiàn)性能優(yōu)化
使用+號(hào)拼接字符串
字符串拼接是我們平時(shí)在代碼中使用最頻繁的了。
+號(hào)拼接靜態(tài)字符串
String str = "關(guān)注"+"公眾號(hào):"+"java金融";
我們可以通過(guò)反編譯查看下上述代碼：
public static void main(java.lang.String[]);
descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
Code:
stack=1, locals=2, args_size=1
0: ldc #2 // String 關(guān)注公眾號(hào):java金融
2: astore_1
3: return
LineNumberTable:
line 11: 0
line 12: 3
}
我們可以發(fā)現(xiàn)編譯器直接幫我們優(yōu)化了，直接生成了一個(gè)字符串“關(guān)注公眾號(hào):java金融” 并沒(méi)有生成中間變量的String實(shí)例。如果我們上述代碼稍微變化下
public static void main(String[] args) {
String str ="關(guān)注";
String str1 = str + "公眾號(hào):java金融";
}
stack=2, locals=3, args_size=1
0: ldc #2 // String 關(guān)注
2: astore_1
3: new #3 // class java/lang/StringBuilder
6: dup
7: invokespecial #4 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
10: aload_1
11: invokevirtual #5 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
14: ldc #6 // String 公眾號(hào):java金融
16: invokevirtual #5 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
19: invokevirtual #7 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
22: astore_2
23: return
LineNumberTable:
line 11: 0
line 12: 3
line 13: 23
從反編譯代碼中我們會(huì)發(fā)現(xiàn)生成了StringBuilder對(duì)象來(lái)進(jìn)行追加。
所以 String+拼接變量的時(shí)候底層是通過(guò)StringBuilder來(lái)實(shí)現(xiàn)的，我們循環(huán)操作拼接字符串的時(shí)候也應(yīng)當(dāng)使用StringBuilder替代+，否則的話(huà)每一次循環(huán)都會(huì)創(chuàng)建 一個(gè)StringBuilder對(duì)象。對(duì)于靜態(tài)字符串的拼接操作，Java在編譯時(shí)會(huì)進(jìn)行徹底的優(yōu)化，會(huì)把多個(gè)拼接字符串在編譯時(shí)合成一個(gè)單獨(dú)的長(zhǎng)字符串。
常見(jiàn)字符串經(jīng)典面試題
關(guān)于字符串最常見(jiàn)的面試題，面試寶典常見(jiàn)的題目。「String s = new String("xyz")」 創(chuàng)建了多少個(gè)實(shí)例？一般的回答都會(huì)是2個(gè)，(一個(gè)是“xyz”,一個(gè)是指向“xyz”的引用對(duì)象s) 答案并沒(méi)有那么簡(jiǎn)單哦，可以看看大佬的回答還是非常精彩的。連接地址https://www.iteye.com/blog/rednaxelafx-774673（文末第一個(gè)參考地址）
結(jié)束
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