java String详解

July 2, 2020

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3886 words

Java

String结构

基本特性

简介

String字符串，使用“”引起来表示。

String s1="xxx";
String s2=new String("xxx");

String声明为final不可被继承

String实现了Serializable接口：表示支持序列化

实现了Comparable接口：表示String可以被比较大小

1.8以及之前存储Stirng使用的是char[]数组的方式

1.9以及之后使用的是byte数组

相关的,String相关的数据结构比如String builder,StringBuffer也做了相应的修改

特性

String代表不可变的字符序列.

当字符串重新复制时,需要重写指定内存区域赋值,不能使用原有的value进行赋值

当对现有的字符串进行连接操作时,也需要重新指定内存区域赋值,不能使用原有value进行赋值

当调用String的replace()方法修改指定字符或字符串时,也需要重新指定内存区域赋值,不能使用原有的value进行赋值

通过字面量的方式给一个字符串赋值(和new不一样),存储在字符常量池(String table)中

字符串常量池中是不会存储相同的字符串的

使用new关键字的新建一个字符串对象的是时候,jvm首先在字符串常量池中查找有没有这个字符串对象,如果有,则不在池中去创建,直接在对中创建一个对象,然后返回堆中的地址给变量.如果没有,则首先在字符串常量池中创建一个字符串给对象.然后返回字符串的地址引用给变量.

结构

String的String Pool是一个固定大小的HashTable,默认大小长度是1009.如果放进String pool的shtring非常多,就会造成hash冲突严重,从而导致链表回很长,而链表长了后会直接中造成的影响就是当调用String.intern时性能回大幅下降

使用-XX:StringTableSize可以设置StringTable的长度

java语言规范里要求完全相同的字符串

内存分配

概述

在java语言中有8种数据类型和一种比较特殊的类型String.这些类型为了使它们在运行过程中速度更快,更节省内存,都提供了一种常量池的概念

常量池就类似一个java系统级别提供的缓存.八中基本数据类型的常量池都是系统协调的,String类型的常量池比较特殊

直接使用引号声明的String对象回直接存储在常量池中
如果不是用双引号声明的String对象,可以使用String提供的intern()方法

版本

java 6之前,字符串常量池存放在永久代

java7中对字符串的逻辑做了很大的改变,即将字符串常量池的位置调整到java堆内

所有的字符串都保存在堆中,和其他普通对象一样,这样可以让你在进行调优的应用时仅需要调整堆大小就可以了

字符串常量池概念原本用得比较多,但是这个改动使得我们有足够的理由让我们考虑在java7中使用String.intern().

java8元空间,字符串常量在堆

字符串拼接

简介

常量与常量的拼接结果在常量池,原理是编译期优化(生成字节码的时候就会进行优化)

常量池中不会存在相同内容的变量

只要其中有一个是变量,结果就在堆中.变量拼接的原理是StringBuilder

如果拼接的结果调用intern()方法,则主动将常量池中还没有的字符串对象放入池中,并返回此对象地址

StringBuilder

StringBuilder的append()的方式:自始至终只创建国一个StringBuilder的对象

使用String的字符串拼接方式:创建国多个StringBuilder和String的对象,内存占用更大,如果GC需要花费的时间也更多

使用Stringbuilder的时候可以预先指定字符串底层数组的长度,已保证在开辟空间的时候就创建好对应的大小.

public class a {

    public static void main(String[] args) {
        String s1="a";
        String s2="b";
        String s3="ab";
        String s4=s1+s2;
        /*
        * 以下为s1+s2细节
        * StringBuilder s = new StringBuilder();
        * s.append("a")
        * s.append("b")
        * s.toString()  //类似于new Sting("ab");但其中规定ab不存放在常量池
        * */
        System.out.println(s1+s2==s3);//false
    }
}

intern()

如果不是用双引号声明的String对象,可以使用String提供的intern方法:intern方法会从字符串常量池中查询当前字符串是否存在,若不存在就会将当前字符串放入常量池中.

通俗讲,intern就是确保字符串在内存里只有一份拷贝,这样可以节约内存空间,加快字符串操作任务的执行速度.注意这个值会被存放在内部池

jdk.16中,将这个字符串对象尝试放入常量池.

如果常量池中有,则并不会放入.返回已有的常量池中的对象的地址
如果没有,则会把次对象复制一份,放入常量池,并返回常量池中对象地址

jdk1.7起,将这个字符串对象尝试放入常量池.

如果常量池有,则不会放入,返回已有的常量池中对象的地址
如果没有,则会把对象的引用地址赋值一份,放入常量池,并返回常量池中的引用地址

public class a {

    public static void main(String[] args) {
        String s=new String("a")+new String("b");
        //在上一行代码执行完之后,字符串常量池中没有"ab"


        String s2=s.intern();
        //jdk6中:在常量池中创建一个字符串"ab",然后把"ab"给s2
        //jdk8中:常量池没有创建字符串,而是创建一个引用指向之前的new String("ab"),将此引用返回

        //字面量的写法是比较常量池
        System.out.println(s2=="ab");//jdk6:true true
        System.out.println(s=="ab");//jdk6:false true

    }
}

面试题

new String("ab")会创建几个对象

俩个,一个是常量池的中的ab,一个是new出来的在堆空间的对象

new String("a")+new String("b")

对象1:new StringBuilder()

对象2:new String("a")

对象3:常量池中的"a"

对象4:new String("b")

对象5:常量池中的("b")

对象6:new String("ab")//这是StringBuilder中toString创建的

常量池中不会出现ab

总结:java字符串中使用+号连接内部也是通过StringBuilder的append方法来实现的.如果是循环拼接,那么系统会在循环体内部创建StringBuilder,这样会造成空间的浪费,用StringBuilder进行拼接的时候,可以定义在外面,减少StringBuilder对象创建次数的内存消耗.返回字符串的时候会调用toString