一、 String認(rèn)識(shí)你，你認(rèn)識(shí)它么？

假如面試的時(shí)候問你，什么是String（或者談?wù)勀銓?duì)String的理解）？你會(huì)如何回答？“String是基礎(chǔ)對(duì)象類型之一，是Java語(yǔ)言中重要的數(shù)據(jù)類型之一”?？峙逻@是大多數(shù)人的回答，能力強(qiáng)些的可能會(huì)說，String底層是用char[ ]數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)的；如果面試官讓你再繼續(xù)呢？估計(jì)很多人會(huì)一臉尷尬，腦海里極力搜索關(guān)于String的相關(guān)知識(shí)，最后也只能恨自己平時(shí)對(duì)String關(guān)注的太少。下面就讓我們一步一步地去認(rèn)識(shí)String。
首先，來(lái)看一個(gè)面試經(jīng)常遇到，錯(cuò)誤率又很高的問題：

1 String str1 = “java”;
2 String str2 = new String(“java”);
3 String str3= str2.intern();
4 System.out.println(str1 == str2);
5 System.out.println(str2 == str3);
6 System.out.println(str1 == str3);

答案先不揭曉，各位先想一下，咱們繼續(xù)往下看：

二、String對(duì)象的實(shí)現(xiàn)

我們把String對(duì)象的實(shí)現(xiàn)分為三個(gè)階段來(lái)分析：java7之前的版本、java7/8版本、java8之后的版本。
1、 java7之前的版本中，String對(duì)象中主要由四個(gè)成員變量：char[]、偏移量offset、字符數(shù)量count、哈希值hash。String對(duì)象通過offset和count來(lái)定位char[]，這么做可以高效、快速地共享數(shù)組對(duì)象，節(jié)省內(nèi)存空間，但這種方式很有可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。
2、 java7/8版本中，String 去除了offset 和 count 兩個(gè)變量。這樣的好處是String 對(duì)象占用的內(nèi)存稍微少了些，同時(shí)，String.substring()方法也不再共享char[]，從而解決了使用該方法可能導(dǎo)致的內(nèi)存泄漏問題。
3、 java8之后的版本中，char[] 屬性改為了 byte[] 屬性，增加了一個(gè)新的屬性coder，它是一個(gè)編碼格式的標(biāo)識(shí)。為什么這么做呢？我們知道一個(gè)char字符占16位，2 個(gè)字節(jié)。這種情況下，存儲(chǔ)單字節(jié)編碼內(nèi)的字符（占一個(gè)字節(jié)的字符）就顯得非常浪費(fèi)。JDK1.9 的String類為了節(jié)約內(nèi)存空間，于是使用了占8位，1個(gè)字節(jié)的 byte 數(shù)組來(lái)存放字符串。而新屬性coder的作用是，在計(jì)算字符串長(zhǎng)度或者使用 indexOf（）函數(shù)時(shí)，我們需要根據(jù)這個(gè)字段，判斷如何計(jì)算字符串長(zhǎng)度。coder屬性默認(rèn)有0和1兩個(gè)值，0代表Latin-1（單字節(jié)編碼），1代表UTF-16。如果 String判斷字符串只包含了Latin-1，則coder屬性值為0，反之則為1。

三、String是不可變對(duì)象

1、為什么String是不可變對(duì)象很多人背面試題的時(shí)候想必都對(duì)此很熟悉，那為什么String對(duì)象是不可變的呢？你有想過這其中的原因么？通過源碼我們知道，String類被final關(guān)鍵字修飾了，而且變量char[]也被final修飾了。Java語(yǔ)法告訴我們：被final修飾的類不可被繼承，被final修飾的變量不可被改變，一旦賦值了初始值，該final變量的值就不能被重新賦值，即不可更改，而char[]被 final+private修飾，說明String對(duì)象不可被更改。即String對(duì)象一旦創(chuàng)建成功，就不能再對(duì)它進(jìn)行改變。
2、為什么String被設(shè)計(jì)成不可變對(duì)象首先，是為了保證String對(duì)象的安全性，避免被惡意篡改。比如將值為“abc”的引用賦值給str對(duì)象，即String str = “abc”，如果此時(shí)有人惡意將“abc”改為“abcd”或其他值就會(huì)造成意想不到的錯(cuò)誤。
其次，確保屬性值hash不頻繁變動(dòng)，保證其唯一性。
3、為實(shí)現(xiàn)字符串常量池提供方便舉一個(gè)反例來(lái)證明String對(duì)象的不可變性
針對(duì)String對(duì)象不可變性，有人可能會(huì)說：對(duì)于一個(gè)String str =“hello”，然后改為String str =“world”，這個(gè)時(shí)候str的值變成了“world”，str值確實(shí)改變了，為什么還說String對(duì)象不可變呢？
首先，我們來(lái)解釋一下對(duì)象和引用。對(duì)象在內(nèi)存中是一塊內(nèi)存地址，str則是一個(gè)指向該內(nèi)存地址的引用，所以在這個(gè)例子中，第一次賦值的時(shí)候，創(chuàng)建了一個(gè)“hello”對(duì)象，str引用指向“hello”地址；第二次賦值的時(shí)候，又重新創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)象“world”，str引用指向了“world”，但“hello”對(duì)象依然存在于內(nèi)存中。也就是說str并不是對(duì)象，而只是一個(gè)對(duì)象引用。真正的對(duì)象依然還在內(nèi)存中，沒有被改變。所以在Java中要比較兩個(gè)對(duì)象是否相等，通常是用“==”，而要判斷兩個(gè)對(duì)象的值是否相等，則需要用equals方法來(lái)判斷。

四、String常量池

在java中，創(chuàng)建字符串通常有兩種方式：一種是通過字符串常量池的形式，比如String str = “abcd”；另一種是直接通過new的形式，如String string = new String（“abcd”）；
針對(duì)第一種方式創(chuàng)建字符串時(shí)，JVM首先會(huì)檢查該對(duì)象是否存在于字符串常量池中，如果存在，就返回該引用，否則在常量池中創(chuàng)建新的字符串對(duì)象，然后將引用返回。這種方式可以減少同一個(gè)值的字符串對(duì)象的重復(fù)創(chuàng)建，節(jié)約內(nèi)存。
采用new形式創(chuàng)建字符串時(shí)，首先在編譯類文件時(shí)，"abcd"常量字符串將會(huì)放入到常量結(jié)構(gòu)中，在類加載時(shí)，“abcd"將會(huì)在常量池中創(chuàng)建；其次，在調(diào)用new時(shí)，JVM命令將會(huì)調(diào)用String的構(gòu)造函數(shù)，同時(shí)引用常量池中的"abcd”字符串，在堆內(nèi)存中創(chuàng)建一個(gè) String對(duì)象；最后，string將引用String對(duì)象。

五、String.intern()方法詳解

先來(lái)看一個(gè)示例：

  String a =new String("abc").intern();
  String b = new String("abc").intern();
  System.out.print(a==b);

你覺得輸出的是false還是true？
答案是：true
在字符串常量中，默認(rèn)會(huì)將對(duì)象放入常量池中；在字符串變量中，對(duì)象是會(huì)創(chuàng)建在堆內(nèi)存中，同時(shí)也會(huì)在常量池中創(chuàng)建一個(gè)字符串對(duì)象，復(fù)制到堆內(nèi)存對(duì)象中，并返回堆內(nèi)存對(duì)象引用。如果調(diào)用intern()方法，會(huì)去查看字符串常量池中是否有等于該對(duì)象的字符串，如果沒有，就在常量池中新增該對(duì)象，并返回該對(duì)象引用；如果有，就返回常量池中的字符串引用。堆內(nèi)存中原有的對(duì)象由于沒有引用指向它，將會(huì)通過垃圾回收器回收。
所以針對(duì)上面的例子中，在一開始創(chuàng)建a變量時(shí)，會(huì)在堆內(nèi)存中創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，同時(shí)會(huì)在加載類時(shí)，在常量池中創(chuàng)建一個(gè)字符串對(duì)象，在調(diào)用intern()方法之后，會(huì)去常量池中查找是否有等于該字符串的對(duì)象，有就返回引用。在創(chuàng)建b字符串變量時(shí)，也會(huì)在堆中創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，此時(shí)常量池中有該字符串對(duì)象，就不再創(chuàng)建。調(diào)用 intern 方法則會(huì)去常量池中判斷是否有等于該字符串的對(duì)象，發(fā)現(xiàn)有等于"abc"字符串的對(duì)象，就直接返回引用。而在堆內(nèi)存中的對(duì)象，由于沒有引用指向它，將會(huì)被垃圾回收。所以a和b引用的是同一個(gè)對(duì)象。
看完這些內(nèi)容后，文章開頭的問題，相比你也有了答案了。分別是：false、false、true。

六、String、StringBuffer和StringBuilder的區(qū)別

1.對(duì)象的可變與不可變String是不可變對(duì)象，原因上面的內(nèi)容已經(jīng)解釋過了，這里不再贅述。
StringBuilder與StringBuffer都繼承自AbstractStringBuilder類，在AbstractStringBuilder中也是使用字符數(shù)組保存數(shù)據(jù)，這兩種對(duì)象都是可變的。如下：
char[ ] value;
2.是否是線程安全String中的對(duì)象是不可變的，也就可以理解為常量，所以是線程安全。
AbstractStringBuilder是StringBuilder與StringBuffer的公共父類，定義了一些字符串的基本操作，如expandCapacity、append、insert、indexOf等公共方法。
StringBuffer對(duì)方法加了同步鎖或者對(duì)調(diào)用的方法加了同步鎖，所以是線程安全的。看如下源碼：

1  public synchronized StringBuffer reverse() {
2      super.reverse();
3      return this;
4  }
5
6  public int indexOf(String str) {
7      return indexOf(str, 0);        //存在 public synchronized int indexOf(String str, int fromIndex) 方法
8  }

StringBuilder并沒有對(duì)方法進(jìn)行加同步鎖，所以是非線程安全的。
3.StringBuilder與StringBuffer共同點(diǎn)StringBuilder與StringBuffer有公共的抽象父類AbstractStringBuilder。
抽象類與接口的一個(gè)區(qū)別是：抽象類中可以定義一些子類的公共方法，子類只需要增加新的功能，不需要重復(fù)寫已經(jīng)存在的方法；而接口中只是對(duì)方法的申明和常量的定義。
StringBuilder、StringBuffer的方法都會(huì)調(diào)用AbstractStringBuilder中的公共方法，如super.append(…)。只是StringBuffer會(huì)在方法上加synchronized關(guān)鍵字，進(jìn)行同步。
如果程序不是多線程的，那么使用StringBuilder效率高于StringBuffer。

下面來(lái)幾道測(cè)試題，看看自己對(duì)String究竟掌握了多少

七、測(cè)試題

test1、如下代碼中創(chuàng)建了幾個(gè)對(duì)象

1 String str1 = "abc";
2 String str2 = new String("abc");

對(duì)于1中的 String str1 = “abc”，首先會(huì)檢查字符串常量池中是否含有字符串a(chǎn)bc，如果有則直接指向，如果沒有則在字符串常量池中添加abc字符串并指向它.所以這種方法最多創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，有可能不創(chuàng)建對(duì)象。
對(duì)于2中的String str2 = new String（“abc”）,首先會(huì)在堆內(nèi)存中申請(qǐng)一塊內(nèi)存存儲(chǔ)字符串a(chǎn)bc,str2指向其內(nèi)存塊對(duì)象。同時(shí)還會(huì)檢查字符串常量池中是否含有abc字符串,若沒有則添加abc到字符串常量池中。所以 new String()可能會(huì)創(chuàng)建兩個(gè)對(duì)象。
所以如果以上兩行代碼在同一個(gè)程序中，則1中創(chuàng)建了1個(gè)對(duì)象，2中創(chuàng)建了1個(gè)對(duì)象。如果將這兩行代碼的順序調(diào)換一下，則String str2 = new String(“abc”)創(chuàng)建了兩個(gè)對(duì)象，而 String str1 = "abc"沒有創(chuàng)建對(duì)象。

test2、看看下面的代碼創(chuàng)建了多少個(gè)對(duì)象：

1     String temp="apple";  
2     for(int i=0;i<1000;i++) {  
3           temp=temp+i;  
4     }

答案：1001個(gè)對(duì)象。

test3、下面的代碼創(chuàng)建了多少個(gè)對(duì)象：

1     String temp = new String("apple")  
2     for(int i=0;i<1000;i++) {  
3            temp = temp+i;  
4     }

答案：1002個(gè)對(duì)象。

test4：

1 String ok = "ok";  
2 String ok1 = new String("ok");  
3 System.out.println(ok == ok1);//fasle 

ok指向字符串常量池，ok1指向new出來(lái)的堆內(nèi)存塊，new的字符串在編譯期是無(wú)法確定的。所以輸出false。

test5：

1 String ok = "apple1";  
2 String ok1 = "apple"+1;  
3 System.out.println(ok==ok1);//true 

編譯期ok和ok1都是確定的，字符串都為apple1，所以ok和ok1都指向字符串常量池里的字符串a(chǎn)pple1。指向同一個(gè)對(duì)象，所以為true。

test6：

1 String ok = "apple1";  
2 int temp = 1;  
3 String ok1 = "apple"+temp;  
4 System.out.println(ok==ok1);//false

主要看ok和ok1能否在編譯期確定，ok是確定的，放進(jìn)并指向常量池，而ok1含有變量導(dǎo)致不確定，所以不是同一個(gè)對(duì)象.輸出false。

test7：

1 String ok = "apple1";  
2 final int temp = 1;  
3 String ok1 = "apple"+temp;  
4 System.out.println(ok==ok1);//true 

ok確定，加上final后使得ok1也在編譯期能確定，所以輸出true。

test8：

 1 public static void main(String[] args) {    
 2     String ok = "apple1";  
 3     final int temp = getTemp();  
 4     String ok1 = "apple"+temp;  
 5     System.out.println(ok==ok1);//false       
 6 }  
 7   
 8 public static int getTemp(){  
 9     return 1;  
10 }

ok一樣是確定的。而ok1不能確定，需要運(yùn)行代碼獲得temp,所以不是同一個(gè)對(duì)象，輸出false。

以上內(nèi)容如有不對(duì)的地方，還請(qǐng)各位指正！多謝！

以上就是Java中String對(duì)象的深入理解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java String對(duì)象的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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