转载: 初探Java字符串

String印象

String是java中的无处不在的类,使用也很简单。初学java,就已经有字符串是不可变的盖棺定论,解释通常是:它是final的。

不过,String是有字面量这一说法的,这是其他类型所没有的特性(除原生类型)。另外,java中也有字符串常量池这个说法,用来存储字符串字面量,不是在堆上,而是在方法区里边存在的。


字面量和常量池初探

字符串对象内部是用字符数组存储的,那么看下面的例子:

String m = "hello,world";
String n = "hello,world";
String u = new String(m);
String v = new String("hello,world");

这些语句会发生什么事情? 大概是这样的:

  1. 会分配一个11长度的char数组,并在常量池分配一个由这个char数组组成的字符串,然后由m去引用这个字符串。
  2. 用n去引用常量池里边的字符串,所以和n引用的是同一个对象。
  3. 生成一个新的字符串,但内部的字符数组引用着m内部的字符数组。
  4. 同样会生成一个新的字符串,但内部的字符数组引用常量池里边的字符串内部的字符数组,意思是和u是同样的字符数组。

如果我们使用一个图来表示的话,情况就大概是这样的(使用虚线只是表示两者其实没什么特别的关系):

结论就是,m和n是同一个对象,但m,u,v都是不同的对象,但都使用了同样的字符数组,并且用equal判断的话也会返回true。

我们可以使用反射修改字符数组来验证一下效果,可以试试下面的测试代码:

@Test
public void test1() throws Exception {
String m = "hello,world";
String n = "hello,world";
String u = new String(m);
String v = new String("hello,world"); Field f = m.getClass().getDeclaredField("value");
f.setAccessible(true);
char[] cs = (char[]) f.get(m);
cs[0] = 'H'; String p = "Hello,world";
Assert.assertEquals(p, m);
Assert.assertEquals(p, n);
Assert.assertEquals(p, u);
Assert.assertEquals(p, v);
}

从上面的例子可以看到,经常说的字符串是不可变的,其实和其他的final类还是没什么区别,还是引用不可变的意思。 虽然String类不开放value,但同样是可以通过反射进行修改,只是通常没人这么做而已。 即使是涉及”修改”的方法,都是通过产生一个新的字符串对象来实现的,例如replace、toLower、concat等。 这样做的好处就是让字符串是一个状态不可变类,在多线程操作时没有后顾之忧。

当然,在字符串修改的时候,会产生一个新的对象,如果执行很频繁,就会导致大量对象的创建,性能问题也就随之而来了。 为了应付这个问题,通常我们会采用StringBuffer或StringBuilder类来处理。

另外,字符串常量通常是在编译的时候就确定好的,定义在类的方法区里边,也就是说,不同的类,即使用了同样的字符串, 还是属于不同的对象。所以才需要通过引用字符串常量来减少相同的字符串的数量。可以通过下面的代码来测试一下:

class A {
public void print() {
System.out.println("hello");
}
} class B {
public void print() {
String s = "hello";
// 修改s的第一个字符为H
System.out.println("hello"); // 输出Hello
new A().print(); // 输出hello
}
}

字符串操作细节

String类内部处理有个字符数组之外,还使用偏移位置offset和长度count, 通过offset和count来确定字符数组的一部分,这部分才是这个字符串的真正的内容。 例如,有substring这个常用方法,看下面的例子:

String m = "hello,world";
String u = m.substring(2,10);
String v = u.substring(4,7);

按照上面的说法,m,n的数据结构就如下图所示:

可以发现,m,n,v是三个不同的字符串对象,但引用的value数组其实是同一个。 同样可以通过上述反射的代码进行验证,这里就不详述了。

但字符串操作时,可能需要修改原来的字符串数组内容或者原数组没法容纳的时候,就会使用另外一个新的数组,例如replace,concat,+等操作。另外,oracle的JDK实现中,String的构造方法,对于字符串参数只是引用部分字符数组的情况(count小于字符数组长度),采用的是拷贝新数组的方式,是比较特别的,不过这个构造方法也没什么机会使用到。

例如下面的代码:

String m = "hello,";
String u = m.concat("world");
String v = new String(m.substring(0,2));

得到的结构图如下:

可以发现,m,u,v内部的字符数组并不是同一个,有兴趣可以试验一下。


常量池中字符串的产生

常量池中的字符串通常是通过字面量的方式产生的,就像上述m语句那样。 并且他们是在编译的时候就准备好了,类加载的时候,顺便就在常量池生成。

可以通过javap命令检查一下class的字节码,可以发现下面的高亮部分(以上面代码为例):

javap -v StringTest

 Compiled from "StringTest.java"
public class com.github.mccxj.StringTest extends java.lang.Object
SourceFile: "StringTest.java"
minor version: 0
major version: 50
Constant pool:
const #1 = Method #9.#28; // java/lang/Object."<init>":()V
+ const #2 = String #29; // hello,
+ const #3 = String #30; // world
...
+ const #46 = Asciz hello,;
+ const #47 = Asciz world;
...

大家不知有没有发现,上面的图中,u和v的字符数组没有被常量池里边的字符串引用到。 原因就是这些字符串(字符数组)都是运行时生成的,而常量池里边的字符串和字符数组是完整对应上的(count等于数组长度)。

即使是字符串的内容是一样的,都不能保证是同一个字符串数组。例如下面的代码:

String m = "hello,world";
String u = m + ".";
String v = "hello,world.";

u和v虽然是一样内容的字符串,但内部的字符数组不是同一个。画成图的话就是这样的:

另外有一点,如果让m声明为final,你就会发现u和v变成是同一个对象。画成图的话就是这样的:

这应该怎么解释的?这其实都是编译器搞的鬼,因为m是final的, u直接被编译成”hello,world.”了,如果使用javap查看的话,会发现下面一段逻辑:

const #2 = String       #25;    //  hello,world
const #3 = String #26; // hello,world.
...
public void test1() throws java.lang.Exception;
Code:
Stack=1, Locals=4, Args_size=1
0: ldc #2; //String hello,world
2: astore_1
3: ldc #3; //String hello,world.
5: astore_2
6: ldc #3; //String hello,world.
8: astore_3
9: return

那么,如何让运行时产生的字符串放到常量池里边呢? 可以借助String类的intern方法。 例如下面的用法

String m = "hello,world";
String u = m.substring(0,2);
String v = u.intern();

上面我们已经知道m,n使用的是同一个字符数组,但intern方法会到常量池里边去寻找字符串”he”,如果找到的话,就直接返回该字符串, 否则就在常量池里边创建一个并返回,所以v使用的字符数组和m,n不是同一个。画成图的话就是这样的:


字符串的内存释放问题

像字面量字符串,因为存放在常量池里边,被常量池引用着,是没法被GC的。例如下面的代码:

String m = "hello,world";
String n = m.substring(0,2); m = null;
n = null;

经过上述的操作,画成图的话就是这样的:

而经过上面的分析,我们知道像substring、split等方法得到的结果都是引用原字符数组的。 如果某字符串很大,而且不是在常量池里存在的,当你采用substring等方法拿到一小部分新字符串之后,长期保存的话(例如用于缓存等), 会造成原来的大字符数组意外无法被GC的问题。

关于这个问题,常见的解决办法就是使用new String(String original)或java.io.StreamTokenizer类。并且在网上已经有比较广泛的讨论,大家可以去阅读一下:


结论

  • 任何时候,比较字符串内容都应该使用equals方法
  • 修改字符串操作,应该使用StringBuffer,StringBuilder
  • 可以使用intern方法让运行时产生字符串的复用常量池中的字符串
  • 字符串操作可能会复用原字符数组,在某些情况可能造成内存泄露的问题

初探Java字符串的更多相关文章

  1. Java 字符串格式化详解

    Java 字符串格式化详解 版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载. 微博:厉圣杰 文中如有纰漏,欢迎大家留言指出. 在 Java 的 String 类中,可以使用 format() 方法 ...

  2. (转)Java字符串

    转自:http://blog.sina.com.cn/s/blog_899678b90101brz0.html 创建字符串有两种方式:两种内存区域(字符串池,堆)1," " 引号创 ...

  3. Java字符串split函数的注意事项

    Java字符串的split方法可以分割字符串,但和其他语言不太一样,split方法的参数不是单个字符,而是正则表达式,如果输入了竖线(|)这样的字符作为分割字符串,会出现意想不到的结果, 如, Str ...

  4. 关于java字符串编译优化问题

    情景一:不好的字符串拼接习惯    起因是这样的:一个大牛在写了一篇关于java字符串优化问题的讲解,他提到:不要使用strObj+otherValue的方法将otherValue转换为字符串形式,因 ...

  5. Java字符串排列算法

    Java字符串排列算法 题目:现有ABCDE 5个球 构成的排列组合 可重复抽取 最多取到16个 共有多少种组合方式? 比如:取1个球可以构成的组合有 A B C D E 共5种,取2个球可以构成的组 ...

  6. Java字符串转换

    public class StringConvertToInt{ public static void main(String[] args) { String a ="12a34bW()5 ...

  7. Java字符串null相加

    Java字符串null相加 最近和同事讨论了下面的一段代码: String a = null; a += a; System.out.println(a); 运行结果: nullnull 本着学习的态 ...

  8. JAVA字符串格式化String.format()的使用

    JAVA字符串格式化-String.format()的使用常规类型的格式化 String类的format()方法用于创建格式化的字符串以及连接多个字符串对象.熟悉C语言的同学应该记得C语言的sprin ...

  9. Java字符串的10大热点问题,你都懂吗?

    转自 威哥干JAVA http://www.codingke.com 下面我为大家总结了10条Java开发者经常会提的关于Java字符串的问题,如果你也是Java初学者,仔细看看吧: 1.如何比较字符 ...

随机推荐

  1. mysql database 格式的查看和改变

    MySQL中,数据库的编码是一个相当重要的问题,有时候我们需要查看一下当前数据库的编码,甚至需要修改一下数据库编码. 查看当前数据库编码的SQL语句为: mysql> use xxx Datab ...

  2. duilib 修复padding属性导致其他控件自动计算宽高度错误的bug和导致自己宽高度错误的bug

    转载请说明原出处,谢谢~~:http://blog.csdn.net/zhuhongshu/article/details/42950733          BUG 一:padding导致其他控件宽 ...

  3. [LeetCode] 26. Remove Duplicates from Sorted Array ☆

    Given a sorted array, remove the duplicates in place such that each element appear only once and ret ...

  4. jieba文本分词,去除停用词,添加用户词

    import jieba from collections import Counter from wordcloud import WordCloud import matplotlib.pyplo ...

  5. Distributed Systems 分布式系统

    先来扯淡,几天是14年12月31日了,茫茫然,2014就剩最后一天了.这两天国大都放假,我给自己安排了四篇博客欠账,这就是其中的第一篇,简单介绍一些分布式系统的一些概念和设计思想吧.后面三篇分别是Ne ...

  6. Crash Consistency : FSCK and Journaling

    现在开始今天的第三篇博客的撰写,不能扯淡了,好多任务啊.但是还是忍不住吐槽一下,之前选择这篇文章纯属是个意外,我把Crash看做了Cache,唉,要不然也就不用写这篇文章了. 1. 这篇博客讲什么? ...

  7. JavaScript 数组操作:slice vs splice

    在 JavaScript 中,对于数组的操作有两个很容易混淆的方法 splice, slice ,这里给大家推荐一篇介绍 splice, slice 二者区别的文章. In JavaScript, m ...

  8. 【CODEVS】1022 覆盖

    [算法]二分图匹配(最大流) [题解]对i+j进行奇偶染色,就可以保证相邻两格异色. 然后就是二分图了,对相邻格子连边跑最大流即可. #include<cstdio> #include&l ...

  9. 在Java中,你真的会日期转换吗

    1.什么是SimpleDateFormat 在java doc对SimpleDateFormat的解释如下: SimpleDateFormat is a concrete class for form ...

  10. JAVA 企业培训