没想到，一个小小的String还有这么多窍门

1. 看看源码

大家都知道， 被声明为 final，因此它不可被继承。( 等包装类也不能被继承）。我们先来看看 的源码。

在 Java 8 中， 内部使用 char 数组存储数据。

final class

java.io., , {

/** The value is used for . */

final char value[];

在 Java 9 之后， 类的实现改用 byte 数组存储字符串，同时使用 coder 来标识使用了哪种编码。

final class

java.io., , {

/** The value is used for . */

final byte[] value;

/** The of the used to the bytes in {@code value}. */

final byte coder;

value 数组被声明为 final，这意味着 value 数组初始化之后就不能再引用其它数组。并且 内部没有改变 value 数组的方法，因此可以保证 不可变。

2. 不可变有什么好处呢

2.1 可以缓存 hash 值

因为 的 hash 值经常被使用，例如 用做 的 key。不可变的特性可以使得 hash 值也不可变，因此只需要进行一次计算。

2.2 Pool 的使用

如果一个 对象已经被创建过了，那么就会从 Pool 中取得引用。只有 是不可变的，才可能使用 Pool。

2.3 安全性

经常作为参数， 不可变性可以保证参数不可变。例如在作为网络连接参数的情况下如果 是可变的，那么在网络连接过程中， 被改变，改变 的那一方以为现在连接的是其它主机，而实际情况却不一定是。

2.4 线程安全

不可变性天生具备线程安全，可以在多个线程中安全地使用。

3. 再来深入了解一下

3.1 “+” 连接符

字符串对象可以使用“+”连接其他对象，其中字符串连接是通过 （或 ）类及其 方法实现的，对象转换为字符串是通过 方法实现的。可以通过反编译验证一下：

/**

* 测试代码

*/

class Test {

void main([] args) {

int i = 10;

s = “abc”;

.out.(s + i);

/**

* 反编译后

*/

class Test {

void main( args[]) { //删除了默认构造函数和字节码

byte byte0 = 10;

s = “abc”;

.out.((new ()).(s).(byte0).());

由上可以看出，Java中使用”+”连接字符串对象时，会创建一个()对象，并调用()方法将数据拼接，最后调用()方法返回拼接好的字符串。那这个 “+” 的效率怎么样呢？

3.2 “+”连接符的效率

使用“+”连接符时，JVM会隐式创建对象，这种方式在大部分情况下并不会造成效率的损失，不过在进行大量循环拼接字符串时则需要注意。比如：

s = “abc”;

for (int i=0; i

s += “abc”;

这样由于大量创建在堆内存中，肯定会造成效率的损失，所以在这种情况下建议在循环体外创建一个对象调用()方法手动拼接（如上面例子如果使用手动拼接运行时间将缩小到1/200左右）。

与此之外还有一种特殊情况，也就是当”+”两端均为编译期确定的字符串常量时，编译器会进行相应的优化，直接将两个字符串常量拼接好，例如：

.out.(“Hello” + “World”);

/**

* 反编译后

*/

.out.(“”);

4. 字符串常量

4.1 为什么使用字符串常量？

JVM为了提高性能和减少内存的开销，在实例化字符串的时候进行了一些优化：使用字符串常量池。每当创建字符串常量时，JVM会首先检查字符串常量池，如果该字符串已经存在常量池中，那么就直接返回常量池中的实例引用。如果字符串不存在常量池中，就会实例化该字符串并且将其放到常量池中。由于字符串的不可变性，常量池中一定不存在两个相同的字符串。

4.2 实现字符串常量池的基础

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。

我们来看个小例子，了解下不同的方式创建的字符串在内存中的位置：

= “abc”; // 常量池

= “abc”; // 常量池

= new (“abc”); // 堆内存

5. 类常见的面试题

5.1 判断字符串s1和s2是否相等

void main([] args) {

s1 = “123”;

s2 = “123”;

s3 = “1234”;

s4 = “12” + “34”;

s5 = s1 + “4”;

s6 = new (“1234”);

.out.(s1 == s2); // true

.out.(s1.(s2)); //true

.out.(s3 == s4); //true

.out.(s3 == s5); // false

.out.(s3.(s5)); //true

.out.(s3 == s6); // false

解析：

s1 = “123”;先是在字符串常量池创建了一个字符串常量“123”，“123”常量是有地址值，地址值赋值给s1。接着声明 s2=“123”,由于s1已经在方法区的常量池创建字符串常量”123″，进入常量池规则：如果常量池中没有这个常量，就创建一个，如果有就不再创建了，故直接把常量”123″的地址值赋值给s2，所以s1==s2为true。

由于类重写了方法，s1.(s2)比较的是字符串的内容，s1和s2的内容都是”123″，故s1.(s2)为true。

s3创建了一个新的字符串”1234″，s4是两个新的字符串”12″和”34″通过”+“符号连接所得，根据Java中常量优化机制, “12” 和”34″两个字符串常量在编译期就连接创建了字符串”1234”,由于字符串”1234″在常量池中存在，故直接把”1234″在常量池的地址赋值给s4，所以s3==s4为true。

s5是由一个变量s1连接一个新的字符串”4″，首先会在常量池创建字符串”4″，然后进行”+“操作，根据字符串的串联规则，s5会在堆内存中创建（或）对象，通过方法拼接s1和字符串常量”4”，此时拼接成的字符串”1234″是（或）类型的对象，通过调用方法转成对象”1234″，所以s5此时实际指向的是堆内存中的”1234″对象，堆内存中对象的地址和常量池中对象的地址不一致，故s3==s5为false。

看下JDK8的API文档里的解释：

Java语言为字符串连接运算符(+)提供特殊支持，并为其他对象转换为字符串。字符串连接是通过 (或 )类及其方法实现的。字符串转换是通过方法来实现，由下式定义和继承由在Java中的所有类。有关字符串连接和转换的其他信息，请参阅，Joy 和，Java 语言规范。

不管是常量池还是堆，只要是使用比较字符串，都是比较字符串的内容，所以s3.(s5)为true。

Java常量优化机制：给一个变量赋值，如果等于号的右边是常量，并且没有一个变量，那么就会在编译阶段计算该表达式的结果，然后判断该表达式的结果是否在左边类型所表示范围内，如果在，那么就赋值成功，如果不在，那么就赋值失败。但是注意如果一旦有变量参与表达式，那么就不会有编译期间的常量优化机制。

s6 = new (“1234”);在堆内存创建一个字符串对象，s6指向这个堆内存的对象地址，而s3指向的是字符串常量池的”1234″对象的地址，故s3==s6为false。

5.2 创建多少个字符串对象？

s0 = “123”;

s1 = new (“123”);

s2 = new (“1” + “2”);

s3 = new (“12”) + “3”;

解析：

字符串常量池对象：“123”，1个；

共1个。

字符串常量池对象：“123”，1个；

堆对象：new (“123”)，1个；

共2个。

字符串常量池对象：“12”，1个（Jvm在编译期做了优化，“1” + “2”合并成了 “12”）；

堆对象：new (“12”)，1个

共2个。

由于s2涉及字符串合并，我们通过命令看下字节码信息：

javac .java //编译源文件得到class文件

javap -c .class // 查看编译结果

得到字节码信息如下：

可以看到，包括在内，共创建了4个对象，字符串”12″和字符串”3″是分开创建的，所以共创建了3个字符串对象。

总结：

new ()是在堆内存创建新的字符串对象，其构造参数中可传入字符串，此字符串一般会在常量池中先创建出来，new ()创建的字符串是参数字符串的副本，看下API中关于构造器的解释：

( )

初始化新创建的对象，使其表示与参数相同的字符序列;换句话说，新创建的字符串是参数字符串的副本。

所以new ()的方式创建字符串百分百会产生一个新的字符串对象，而类似于”123″这样的字符串对象则需要在创建之前看常量池中有没有，有的话就不创建，没有则创建新的对象。 “+”操作符连接字符串常量的时候会在编译期直接生成连接后的字符串，若该字符串在常量池已经存在，则不会创建新的字符串；连接变量的话则涉及等字符串构建器的创建，会在堆内存生成新的字符串对象。

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