虚拟机系列：字符串String

虚拟机系列：字符串String

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本文是JDK1.8

String 字符串是开发中最常用的一种对象。在Java中，String虽然不是基本数据类型，但是也和基本数据类型一样。

String对象的特点

String对象有三个基本特点：不变性，常量池，类的final定义

不变性

不变性是指String对象一旦生成就不会再被改变。这个特性可以泛化成不变(immutable)模式，即一个对象的状态在对象被创建之后就不再发生变化。不变模式的主要作用是 当一个对象需要在多个线程中共享，并且访问频繁时，可以避免同步和锁等待的时间，从而大幅提高系统效率。

不变性可以提高多线程的访问性能，因为对象不可变，所有在多线程访问的时候都是只读的，不加同步也不会产生数据的不一致，从而减少系统的开销。

因为String具有不变性，所以我们在系统中对其的修改其实都是创建新的字符串实现的。比如​​String.substring()​​​，​​String.concat()​​​等方法，都没有直接修改原字符串，而是在内存中生成新的字符串，然后把引用地址指向原来的持有对象。如果真的要修改一个对象可以使用 ​​StringBuffer​​​ 或 ​​StringBuilder​​

注意：StringBuffer和StringBuilder的主要区别在于前者是线程安全的，可用于多线程中，但是效率相对会降低。

字符串在常量池中的优化

针对常量池的优化是指如果两个String对象拥有相同的值，他们只引用常量池中同一个拷贝。好处就是当这个字符串反复出现的时候 可以大幅节减内存空间。

String str1 = new String("纪先生");String str2 = new String("纪先生");System.out.println(str1==str2); // falseSystem.out.println(str1==str2.intern()); // falseSystem.out.println("纪先生"==str2.intern()); // trueSystem.out.println(str1.intern()==str2.intern()); // true

如上述代码中的str1,str2两个字符串各自开辟了一块堆空间存放String实例，如下图。

虽然str1，str2的内容相同，但是在堆中的引用是不同的。

而String.intern()返回的是字符串在常量池中的引用，所以和str1是不一样的。

​​"纪先生"==str2.intern()​​ 的相同，说明String.intern()始终和常量池相等，

所以最后一个两者都是引用的常量池，所以也是一样的。

final修饰的String

如下是String的源码部分，String是用final修饰的。而使用final关键字修饰的String是不能有任何子类的，这是对系统安全性的保证。这是语言设计者精心设计的，没必要也不允许被改变。

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable, CharSequence { /** 字符串实际上就是用final关键字修饰的char数组. */ private final char value[];}

字符串常量池和String.intern()

在虚拟机中有一块常量池的区域专门用于存放字符串常量的，在jdk1.6及以前的版本都是存放在永久区的，但是从jdk1.7开始存放在堆中。

而String.intern()是一个native方法，就是获取常量池中的字符串引用。如下图jdk1.8的注释可以看出：当使用intern()方法时，如果常量池中已经有这个字符串了，则把这个字符串返回。如果常量池中没有，则把这个字符串加入到常量池，然后把它的引用返回。

虽然String.intern()返回值永远等于字符串常量，但存在一种情况：一次intern调用之后该字符串在某一个时刻被回收，之后再次调用intern，字面量相同的字符串重新被加入常量池，但是引用位置已经改变；

String str = "000";System.out.println(System.identityHashCode(( str+Integer.toString(0) )));System.out.println(System.identityHashCode(( str+Integer.toString(0) ).intern()));System.gc();System.out.println(System.identityHashCode(( str+Integer.toString(0) ).intern()));

返回

14067182182452574101705736037

如上三次hash值的输出各不相同，第一次是字符串本身，第二次是常量池的引用，第三次也是常量池的引用，但是这两次之间有次垃圾回收，所以第三次和第二次使用的不是同一个常量池的引用。如果去除System.gc()那么返回的hash值就会是一样的，如下

1406718218245257410245257410

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