String類在java中被大量運(yùn)用，甚至在class文件中都有其身影，因此將其設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)單輕便的非可變類是比較合適的。
一、創(chuàng)建。
好了，知道String是非可變類以后，我們可以進(jìn)一步了解String的構(gòu)造方式了。創(chuàng)建一個(gè)Stirng對(duì)象，主要就有以下兩種方式：
java 代碼
1. String str1 = new String("abc");
2. Stirng str2 = "abc";
雖然兩個(gè)語句都是返回一個(gè)String對(duì)象的引用，但是jvm對(duì)兩者的處理方式是不一樣的。對(duì)于第一種，jvm會(huì)馬上在heap中創(chuàng)建一個(gè)String對(duì)象，然后將該對(duì)象的引用返回給用戶。對(duì)于第二種，jvm首先會(huì)在內(nèi)部維護(hù)的strings pool中通過String的 equels 方法查找是對(duì)象池中是否存放有該String對(duì)象，如果有，則返回已有的String對(duì)象給用戶，而不會(huì)在heap中重新創(chuàng)建一個(gè)新的String對(duì)象；如果對(duì)象池中沒有該String對(duì)象，jvm則在heap中創(chuàng)建新的String對(duì)象，將其引用返回給用戶，同時(shí)將該引用添加至strings pool中。注意：使用第一種方法創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，jvm是不會(huì)主動(dòng)把該對(duì)象放到strings pool里面的，除非程序調(diào)用 String的intern方法。看下面的例子：
java 代碼
1. String str1 = new String("abc"); //jvm 在堆上創(chuàng)建一個(gè)String對(duì)象
2.
3. //jvm 在strings pool中找不到值為“abc”的字符串，因此
4. //在堆上創(chuàng)建一個(gè)String對(duì)象，并將該對(duì)象的引用加入至strings pool中
5. //此時(shí)堆上有兩個(gè)String對(duì)象
6. Stirng str2 = "abc";
7.
8. if(str1 == str2){
9. System.out.println("str1 == str2");
10. }else{
11. System.out.println("str1 != str2");
12. }
13. //打印結(jié)果是 str1 != str2,因?yàn)樗鼈兪嵌焉蟽蓚€(gè)不同的對(duì)象
14.
15. String str3 = "abc";
16. //此時(shí)，jvm發(fā)現(xiàn)strings pool中已有“abc”對(duì)象了，因?yàn)?#8220;abc”equels “abc”
17. //因此直接返回str2指向的對(duì)象給str3，也就是說str2和str3是指向同一個(gè)對(duì)象的引用
18. if(str2 == str3){
19. System.out.println("str2 == str3");
20. }else{
21. System.out.println("str2 != str3");
22. }
23. //打印結(jié)果為 str2 == str3
再看下面的例子：
java 代碼
1. String str1 = new String("abc"); //jvm 在堆上創(chuàng)建一個(gè)String對(duì)象
2.
3. str1 = str1.intern();
4. //程序顯式將str1放到strings pool中，intern運(yùn)行過程是這樣的：首先查看strings pool
5. //有沒“abc”對(duì)象的引用，沒有，則在堆中新建一個(gè)對(duì)象，然后將新對(duì)象的引用加入至
6. //strings pool中。執(zhí)行完該語句后，str1原來指向的String對(duì)象已經(jīng)成為垃圾對(duì)象了，隨時(shí)會(huì)
7. //被GC收集。
8.
9. //此時(shí)，jvm發(fā)現(xiàn)strings pool中已有“abc”對(duì)象了，因?yàn)?#8220;abc”equels “abc”
10. //因此直接返回str1指向的對(duì)象給str2，也就是說str2和str1引用著同一個(gè)對(duì)象，
11. //此時(shí)，堆上的有效對(duì)象只有一個(gè)。
12. Stirng str2 = "abc";
13.
14. if(str1 == str2){
15. System.out.println("str1 == str2");
16. }else{
17. System.out.println("str1 != str2");
18. }
19. //打印結(jié)果是 str1 == str2
20.
為什么jvm可以這樣處理String對(duì)象呢？就是因?yàn)镾tring的非可變性。既然所引用的對(duì)象一旦創(chuàng)建就永不更改，那么多個(gè)引用共用一個(gè)對(duì)象時(shí)互不影響。
二、串接（Concatenation）。
java程序員應(yīng)該都知道濫用String的串接操作符是會(huì)影響程序的性能的。性能問題從何而來呢？歸根結(jié)底就是String類的非可變性。既然 String對(duì)象都是非可變的，也就是對(duì)象一旦創(chuàng)建了就不能夠改變其內(nèi)在狀態(tài)了，但是串接操作明顯是要增長(zhǎng)字符串的，也就是要改變String的內(nèi)部狀態(tài)，兩者出現(xiàn)了矛盾。怎么辦呢？要維護(hù)String的非可變性，只好在串接完成后新建一個(gè)String 對(duì)象來表示新產(chǎn)生的字符串了。也就是說，每一次執(zhí)行串接操作都會(huì)導(dǎo)致新對(duì)象的產(chǎn)生，如果串接操作執(zhí)行很頻繁，就會(huì)導(dǎo)致大量對(duì)象的創(chuàng)建，性能問題也就隨之而來了。
為了解決這個(gè)問題，jdk為String類提供了一個(gè)可變的配套類，StringBuffer。使用StringBuffer對(duì)象，由于該類是可變的，串接時(shí)僅僅時(shí)改變了內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而不會(huì)創(chuàng)建新的對(duì)象，因此性能上有很大的提高。針對(duì)單線程，jdk 5.0還提供了StringBuilder類，在單線程環(huán)境下，由于不用考慮同步問題，使用該類使性能得到進(jìn)一步的提高。
三、String的長(zhǎng)度
我們可以使用串接操作符得到一個(gè)長(zhǎng)度更長(zhǎng)的字符串，那么，String對(duì)象最多能容納多少字符呢？查看String的源代碼我們可以得知類String中是使用域 count 來記錄對(duì)象字符的數(shù)量，而count 的類型為 int，因此，我們可以推測(cè)最長(zhǎng)的長(zhǎng)度為 2^32，也就是4G。
不過，我們?cè)诰帉懺创a的時(shí)候，如果使用 Sting str = "aaaa";的形式定義一個(gè)字符串，那么雙引號(hào)里面的ASCII字符最多只能有 65534 個(gè)。為什么呢？因?yàn)樵赾lass文件的規(guī)范中， CONSTANT_Utf8_info表中使用一個(gè)16位的無符號(hào)整數(shù)來記錄字符串的長(zhǎng)度的，最多能表示 65536個(gè)字節(jié)，而java class 文件是使用一種變體UTF-8格式來存放字符的，null值使用兩個(gè)字節(jié)來表示，因此只剩下 65536－ 2 ＝ 65534個(gè)字節(jié)。也正是變體UTF-8的原因，如果字符串中含有中文等非ASCII字符，那么雙引號(hào)中字符的數(shù)量會(huì)更少（一個(gè)中文字符占用三個(gè)字節(jié)）。如果超出這個(gè)數(shù)量，在編譯的時(shí)候編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)。
對(duì)String類的理解網(wǎng)上有很多的資料，個(gè)人覺得很多都是錯(cuò)誤的，錯(cuò)誤的解釋危害性更大。所以為了解釋清楚，就來看代碼，代碼運(yùn)行出的結(jié)果才是最具有說服力的。說明：以下都是個(gè)人的理解，歡迎指正。
Java代碼 復(fù)制代碼
1. public class StringTest {
2. public static void main(String[] args) {
3. String str1 = new String("abc");
4.
5. String str2 = "abc";
6.
7. if (str1 == str2) {
8. System.out.println("str1 == str2");
9. } else {
10. System.out.println("str1 != str2");
11. }
12.
13. String str3 = "abc";
14. if (str2 == str3) {
15. System.out.println("str2 == str3");
16. } else {
17. System.out.println("str2 != str3");
18. }
19.
20. str1 = str1.intern();
21.
22. if (str1 == str2) {
23. System.out.println("str1 == str2");
24. } else {
25. System.out.println("str1 != str2");
26. }
27.
28. String str4 = new String("abc");
29. str4 = str4.intern();
30.
31. if (str1 == str4) {
32. System.out.println("str1 == str4");
33. } else {
34. System.out.println("str1 != str4");
35. }
36. }
37.
38. }
運(yùn)行結(jié)果：
str1 != str2
str2 == str3
str1 == str2
str1 == str4
看看運(yùn)行結(jié)果后，給出我自己的理解說明：
1、String有一個(gè)所謂的String pool，這是一個(gè)什么東西呢，我理解是它是堆（heap）上特殊的一個(gè)空間（我叫它特殊堆）。注意它也是在堆上。
2、產(chǎn)生String類型的對(duì)象有兩種方法，那么這兩種方法有什么區(qū)別呢？我的理解是String str = “abc”是先用equals方法（String類覆蓋了equals方法）判斷這個(gè)特殊堆（String pool）是否有abc，有則將原來在棧中指向abc的引用賦值給str，否則就在這個(gè)特殊堆（String pool）上創(chuàng)建一個(gè)abc對(duì)象。String str2 = new String（"abc"）則是在普通堆上創(chuàng)建abc對(duì)象。所以str和str2是指向不同的對(duì)象，它們是不同的。
3、String有個(gè)intern()方法，這個(gè)方法是個(gè)本地方法，當(dāng)用String str2 = new String（"abc"）來創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，它相當(dāng)于告訴JVM，我這個(gè)abc對(duì)象是放在特殊堆（String pool）上的。所以第三個(gè)打印結(jié)果是相等的。
4、需要注意的一點(diǎn)：String是final類，它是恒定類，一旦創(chuàng)建就無法改變，所以用intern()方法是重新在String pool中創(chuàng)建了一個(gè)新的對(duì)象。
5、String類有一個(gè)伴隨類StringBuffer，需要了解它們之間的區(qū)別請(qǐng)google之。
posted on 2009-10-13 11:56
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