String對(duì)于廣大程序員來(lái)說(shuō),，并不陌生,，是我們?cè)诰帉懗绦蛑薪?jīng)常使用到的對(duì)象。但是,，你真的對(duì)String了解嗎,，使用的方式對(duì)嗎？

接下來(lái),，筆者就對(duì)String來(lái)進(jìn)行全面的解析,，讓你對(duì)String有更深入的了解！

更重要的是,，面試的時(shí)候,，虐虐面試官！

String源碼(截取)

通過(guò)源碼,，可以看出String類被final修飾,，也就意味著String不能被繼承，它其中的方法都默認(rèn)被final修飾（此特性是final的特點(diǎn)）,。也就是說(shuō)當(dāng)String對(duì)象創(chuàng)建之后,，就不能再修改此對(duì)象中存儲(chǔ)的字符串內(nèi)容，就是因?yàn)槿绱?，才說(shuō)String類型是不可變的(immutable)

在我們平常創(chuàng)建String對(duì)象時(shí),，在底層通過(guò)char數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)。

截取字符串：

拼接兩個(gè)字符串：

替換字符串中的內(nèi)容：

截取了String類中的三個(gè)常用方法,，從這三個(gè)方法的返回值中可以看出,，無(wú)論是substring()、concat()還是replace()方法,，他們對(duì)字符串的操作都不是在原有字符串上進(jìn)行的,，而是通過(guò)一系列操作生成了一個(gè)新的字符串對(duì)象。

這也符合了我們上面所說(shuō)的,，String類被final修飾不可改變,，String對(duì)象一單創(chuàng)建就固定不變了，對(duì)String對(duì)象的任何操作都不會(huì)改變?cè)瓕?duì)象,，只會(huì)新生成一個(gè)對(duì)象,。

image

創(chuàng)建String對(duì)象

在Java程序中，創(chuàng)建String對(duì)象有兩種形式,，一種叫做字面量形式,，例如：String str = 'jiaboyan'；一種叫做構(gòu)造形式,，也就是我們通常的new對(duì)象,，例如：String str = new String('jiaboyan');

無(wú)論是字面量,，還是構(gòu)造形式，在我們編碼時(shí)都經(jīng)常使用,，尤其是前者,。但是，這兩種實(shí)現(xiàn)方式在性能和內(nèi)存上卻有著不小的差別,。

采用字面值的方式賦值：

執(zhí)行String str1 = 'jiaboyan',，程序會(huì)去字符串常量池中中查找是否存在'jiaboyan'。如果不存在,，則在字符串常量池中創(chuàng)建'jiaboyan',，并將“jiaboyan”的引用地址返回給str1，也就是說(shuō)str1拿到了字符串常量池中“jiaboyan”的引用,。如果存在,，則不創(chuàng)建任何字符串，直接將池中'jiaboyan'引用地址返回賦給所屬變量,。當(dāng)創(chuàng)建字符串對(duì)象str2時(shí),，字符串池中已經(jīng)存在'jiaboyan'，此時(shí)會(huì)直接把對(duì)象'jiaboyan'的引用地址返回給str2,。

采用new關(guān)鍵字新建一個(gè)字符串對(duì)象：

采用new方式創(chuàng)建對(duì)象,，執(zhí)行String str1 = new String('jiaboyan')，程序會(huì)在字符串常量池中查找有沒有'jiaboyan'這個(gè)字符串,，如果有,，則不在字符串常量池中創(chuàng)建'jiaboyan'，直接在堆中創(chuàng)建一個(gè)'jiaboyan'字符串對(duì)象,，然后將堆中的這個(gè)'jiaboyan'對(duì)象的地址返回給str1,；如果沒有，則首先在字符串常量池中創(chuàng)建一個(gè)'jiaboyan'字符串,，然后再在堆中創(chuàng)建一個(gè)'jiaboyan'字符串對(duì)象,，然后將堆中的這個(gè)'jiaboyan'對(duì)象的地址返回給str2。此時(shí),，str1和str2所指向不同的堆內(nèi)存區(qū)域,，使用==比較返回為false。

兩種創(chuàng)建方式比較：

根據(jù)前面的2個(gè)例子,，可以得出，當(dāng)我們?cè)趧?chuàng)建str1的對(duì)象時(shí),，實(shí)際上程序會(huì)去字符串常量池中去創(chuàng)建“jiaboyan”,，而當(dāng)程序執(zhí)行到str2時(shí)，會(huì)首先檢查字符串常量池中是否存在,，若存在則直接在堆內(nèi)存中創(chuàng)建一個(gè)字符串對(duì)象,；若不存在,，則首先在字符串常量池中創(chuàng)建“jiaboyan”,再在堆內(nèi)存中創(chuàng)建字符串對(duì)象。所以,，當(dāng)兩者進(jìn)行比較時(shí),，實(shí)際上內(nèi)存地址是不同的。

編譯期確定：

str1和str2的原理跟第一個(gè)例子相同,，不在過(guò)多陳述,。在str3中，兩個(gè)字符串拼接起來(lái)合成一個(gè)字符串,，在編譯期做了拼接處理,，被解析成了一個(gè)字符串常量，所以str3在運(yùn)行期間是以一個(gè)整體'jiaboyan'在進(jìn)行比較,，結(jié)果為true;

使用javap命令,，可以查看到test3()在編譯期的處理情況?；蛘咄ㄟ^(guò)查看生成的.class文件,。

image

編譯期無(wú)法確定:

str1和str2的結(jié)果，上面的例子已經(jīng)說(shuō)明,。str1在編譯器可以確定,，只會(huì)在字符串常量池中創(chuàng)建。str2在運(yùn)行期,，會(huì)在堆中對(duì)象,。str3在編譯期無(wú)法確定內(nèi)容，所以編譯時(shí)候無(wú)法進(jìn)行優(yōu)化拼接,，直到運(yùn)行時(shí)才可確定,，并生成新的對(duì)象在堆中。

編譯期無(wú)法確定:

String str3 = str1 + str2在編譯器無(wú)法確定,，所以無(wú)法做拼接優(yōu)化,。只能等到真正運(yùn)行時(shí)，才能確定,。所以當(dāng)str3 == 'jiaboyan'時(shí),，結(jié)果為false，因?yàn)橐粋€(gè)在堆中創(chuàng)建,，一個(gè)在字符串常量池中,。此外，str3雖然無(wú)法在堆中做拼接優(yōu)化,，但是str3在編譯期還是做了代碼優(yōu)化,，使用的是StringBuilder。具體，請(qǐng)看.class文件：

image

兩個(gè)在編譯期無(wú)法確認(rèn)的String,，在編譯后是通過(guò)StringBuilder對(duì)象的append()進(jìn)行處理的,，最后在調(diào)用toString()將結(jié)果返回給str3。所以,，在代碼中要么就使用全字符串拼接,，要不就別拼接。

編譯期確定:

回顧下final的含義,，當(dāng)用final修飾一個(gè)類時(shí),，表明這個(gè)類不能被繼承。當(dāng)用final修飾一個(gè)變量時(shí),，如果是基本數(shù)據(jù)類型的變量,，則其數(shù)值一旦在初始化之后便不能更改；如果是引用類型的變量,，則在對(duì)其初始化之后便不能再讓其指向另一個(gè)對(duì)象,。

在編譯期間，由于str1和str2使用了final修飾,，所以編譯器知道該對(duì)象不可改變,，所以當(dāng)編譯到str3時(shí)，會(huì)進(jìn)行代碼優(yōu)化,，直接將str1和str2進(jìn)行字符串拼接,，形成一個(gè)“jiaboyan”字符串。當(dāng)執(zhí)行比較時(shí)為true.

image

編譯期無(wú)法確定:

與上面的例子類似,，兩個(gè)變量str1和str2都用了final修飾,。不同的是，str2的值是通過(guò)方法來(lái)獲得,。在編譯期間,，無(wú)法確定最終的值，只能在運(yùn)行時(shí)確定,，因此str3和“jiaboyan”指向的是不同的內(nèi)存區(qū)域,。str3指向了堆中的內(nèi)存地址，而“jiaboyan”指向的是字符創(chuàng)常量池中,。

編譯期無(wú)法確定:

與前面的例子類似,，本例子算是對(duì)上面的一個(gè)總結(jié)。在我們的程序中,，是直接拼接字符串,，還是字符串和變量共同連接使用。

通過(guò),，編譯后的class文件來(lái)看,，str3中使用了StringBuild來(lái)處理字符串之間的拼接,，最后在通過(guò)toString的方式來(lái)返回給str3;

在字符串變量中，使用 + 連接符進(jìn)行連接時(shí),，在編譯期間，連接操作會(huì)將最左側(cè)的字符串拼接,，并創(chuàng)建StringBuilder對(duì)象,，然后依次對(duì)右邊進(jìn)行append操作，最后將StringBuilder對(duì)象通過(guò)toString()方法轉(zhuǎn)換成String對(duì)象,。當(dāng)使用 + 進(jìn)行多個(gè)字符串連接時(shí),，實(shí)際上是產(chǎn)生了一個(gè)StringBuilder對(duì)象和一個(gè)String對(duì)象。

image

equals() 和 ==

關(guān)于 == 和 equals() 的使用,，也是我們面試/日常工作中經(jīng)常遇到的,。對(duì)于這兩種比較方式，我們需要有一個(gè)清晰的理解,。

對(duì)于 == 來(lái)說(shuō),，如果比較的是基本類型，例如：byte,short,char,int,long,float,double,boolean,，那么實(shí)際比較的就是該變量真實(shí)值是否相同,。但，如果比較的是引用類型,，例如：new ArrayList(),new Obeject,，那么實(shí)際比較的該變量實(shí)際在內(nèi)存中的地址。

對(duì)于equals（）來(lái)說(shuō),，equals（）是基類Object中定義的方法,，所有對(duì)象都默認(rèn)繼承該類，所以也就默認(rèn)繼承了equals()方法,。對(duì)于默認(rèn)equals()來(lái)說(shuō),，實(shí)際比較的兩個(gè)對(duì)象在內(nèi)存中的地址是否相同。

值得注意的是,，由于equals()方法可以被重寫,，所以當(dāng)類中對(duì)equals()重寫時(shí)候，需要單獨(dú)關(guān)注,。例如：String類中就對(duì)對(duì)equals()進(jìn)行了重寫,，實(shí)際比較的就是兩個(gè)字符串中內(nèi)容是否相同，而不是真實(shí)的內(nèi)存地址,。

String.intern()

在String類中,，有一個(gè)intern()方法，該方法的作用是將在堆中的字符串,，copy一份存放到字符串常量池中,，設(shè)計(jì)的初衷其實(shí)是為了節(jié)省內(nèi)存的使用，提高程序的性能，可以讓程序重用String,。

代碼如下：

測(cè)試結(jié)果：

使用intern()方法的耗時(shí),，要比不使用intern()的耗時(shí)更長(zhǎng)；

平均來(lái)看：1800ms 5500ms

在Java1.6中,，String.intern()在調(diào)用后,，會(huì)將在堆中生成的字符串，copy一份到字符串常量池中,，進(jìn)而在常量池中生成了一個(gè)新的對(duì)象,；而在Java1.7中，String.intern()有所改變,，不會(huì)在常量池中新生成對(duì)象,，而是將在堆中的引用復(fù)制到常量池中。

將一下代碼,，分別在Java1.6和Java1.7下去執(zhí)行：

測(cè)試結(jié)果如下：

image