Java知识体系之String

Java知识体系

String

String是Java语言非常基础和重要的类，提供了构造和管理字符串的各种基本逻辑。它是典型的Immutable类，被声明成为final class，所有属性也都是final的。也由于它的不可变性，类似拼接、裁剪字符串等动作，都会产生新的String对象。由于字符串操作的普遍性，所以相关操作的效率往往对应用性能有明显影响。

字符串常量池

String类型的初始化在Java中分为两类：

• 通过双引号包裹一个字符来初始化；

String str = "abc";

• 通过关键字new像一个普通的对象那样初始化一个String实例。

String str = new Sring("abc);

前者在常量池中开辟一个常量，并返回相应的引用。
后者是在堆中开辟一个常量，再返回相应的对象。
所以，两者的引用肯定是不同的

字符串常量池的设计意图是什么？

• 字符串的分配，和其他的对象分配一样，耗费高昂的时间与空间代价，作为最基础的数据类型，大量频繁的创建字符串，极大程度地影响程序的性能
• JVM为了提高性能和减少内存开销，在实例化字符串常量的时候进行了一些优化
  
  • 为字符串开辟一个字符串常量池，类似于缓存区
  • 创建字符串常量时，首先坚持字符串常量池是否存在该字符串
  • 存在该字符串，返回引用实例，不存在，实例化该字符串并放入池中
• 实现的基础
  
  • 实现该优化的基础是因为字符串是不可变的，可以不用担心数据冲突进行共享
  • 运行时实例创建的全局字符串常量池中有一个表，总是为池中每个唯一的字符串对象维护一个引用,这就意味着它们一直引用着字符串常量池中的对象，所以，在常量池中的这些字符串不会被垃圾收集器回收

字符串常量池在哪里

字符串常量池存在于方法区，后续java版本好像放到了堆里面。

堆栈方法区存储字符串

String str1 = “abc”;
String str2 = “abc”;
String str3 = “abc”;
String str4 = new String(“abc”);
String str5 = new String(“abc”);

intern()

public native String intern();

该方法是一个本地方法，底层调用c++的方法实现，会返回指向常量池的地址。

该方法的目的是提示JVM把相应字符串缓存起来，以备重复使用。
在我们创建字符串对象并调用intern()方法的时候，如果已经有缓存的字符串，就会返回缓存里的实例，否则将其缓存起来。

String s1 = new String(“abc”);这句话创建了几个字符串对象？

字符串常量池："abc" : 1个
堆：new String("abc") ：1个
总共 ：2个

String str1 = new String("A"+"B") ; 会创建多少个对象?

字符串常量池："A","B","AB" : 3个
堆：new String("AB") ：1个
总共 ：4个

String str2 = new String("ABC") + "ABC" ; 会创建多少个对象?

字符串常量池："ABC" : 1个
堆：new String("ABC") ：1个
总共 ：2个

String、StringBuffer、StringBuilder有什么区别？

String是Java语言非常基础和重要的类，提供了构造和管理字符串的各种基本逻辑。它是典型的Immutable类，被声明成为final class，所有属性也都是final的。也由于它的不可变性，类似拼接、裁剪字符串等动作，都会产生新的String对象。由于字符串操作的普遍性，所以相关操作的效率往往对应用性能有明显影响。

StringBuffer是为解决上面提到拼接产生太多中间对象的问题而提供的一个类，我们可以用append或者add方法，把字符串添加到已有序列的末尾或者指定位置。StringBuffer本质是一个线程安全的可修改字符序列，它保证了线程安全，也随之带来了额外的性能开销，所以除非有线程安全的需要，不然还是推荐使用它的后继者，也就是StringBuilder。
StringBuffer实现的一些细节，它的线程安全是通过把各种修改数据的方法都加上synchronized关键字实现的，非常直白。

StringBuilder是Java 1.5中新增的，在能力上和StringBuffer没有本质区别，但是它去掉了线程安全的部分，有效减小了开销，是绝大部分情况下进行字符串拼接的首选。默认情况下，Java会把我们用 + 拼接的字符串，自动转换为StringBuilder。

为了实现修改字符序列的目的，StringBuffer和StringBuilder底层都是利用可修改的（char，JDK 9以后是byte）数组，二者都继承了AbstractStringBuilder，里面包含了基本操作，区别仅在于最终的方法是否加了synchronized。

另外，这个内部数组应该创建成多大的呢？如果太小，拼接的时候可能要重新创建足够大的数组；如果太大，又会浪费空间。目前的实现是，构建时初始字符串长度加16（这意味着，如果没有构建对象时输入最初的字符串，那么初始值就是16）。我们如果确定拼接会发生非常多次，而且大概是可预计的，那么就可以指定合适的大小，避免很多次扩容的开销。扩容会产生多重开销，因为要抛弃原有数组，创建新的（可以简单认为是倍数）数组，还要进行arraycopy。

参考

https://www.zhangshengrong.com/p/rG1V52JMX3/