JDK源码学习笔记——String

1、学习jdk源码，从以下几个方面入手：

　　类定义（继承，实现接口等）

　　全局变量

　　方法

　　内部类

2、hashCode

　　private int hash;   
　　public int hashCode() {
        int h = hash;
        if (h == 0 && value.length > 0) {
            char val[] = value;

            for (int i = 0; i < value.length; i++) {
                h = 31 * h + val[i];
            }
            hash = h;
        }
        return h;
　　}

为什么是31？

（1）计算hashcode值一般选质数

（2）太小的数计算的hashcode值冲突率高，太大的数乘法计算会溢出int范围

（3）有以上两点和实验得 出：31, 33, 37, 39 ，41 作为乘子比较合适

（4）这几个数字中31的乘法运算可以被优化：31 * i == (i << 5) - i

3、构造两种：

　　（1）直接将otherStr引用给this

　　（2）数组copy

4、String对“+”的支持

public static void main(String[] args) {
    String s1="a" + "b";// 编译之后 String s1 = "ab";
    String s = "a";
    String s2= s+ "b";// 编译之后 String s = (new StringBuilder(String.valueOf(s))).append("b").toString();
}

5、jdk1.7修改subString()

// jdk1.6
String(int offset, int count, char value[]) {
    this.value = value;
    this.offset = offset;
    this.count = count;
}
// subString方法部分
return ((beginIndex == 0) && (endIndex == count)) ? this : new String(offset + beginIndex, endIndex - beginIndex, value);

// jdk1.7
public String(char value[], int offset, int count) {
    .
    .
    .
    this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset+count);
}
// subString方法部分
return ((beginIndex == 0) && (endIndex == value.length)) ? this : new String(value, beginIndex, subLen);

jdk1.6的substring：

（1）直接将引用赋值，性能好，共享内部数组节约内存

（2）由于原String的value是private final，可以保证安全性

（3）可能导致内存泄漏

String aLongString = "...a very long string..."; // 很长
String aPart = data.substring(2, 4);
return aPart;

假设从一个很长的字符串中提取一小段内容：

当aLongString不再使用，aPart继续使用时，

aLongString被回收，aLongString的value还被aPart的value引用，不能被回收

导致内存泄漏

6、编程技巧学习

/**
 * 先比较是否同一个对象
 * 先比较长度
 * 虽然代码写的内容比较多，但是可以很大程度上提高比较的效率
 */
public boolean equals(Object anObject) {
    if (this == anObject) {// 先比较是否同一个对象
        return true;
    }
    if (anObject instanceof String) {
        String anotherString = (String)anObject;
        int n = value.length;
        if (n == anotherString.value.length) {// 先比较长度
            char v1[] = value;
            char v2[] = anotherString.value;
            int i = 0;
            while (n-- != 0) {
                if (v1[i] != v2[i])
                    return false;
                i++;
            }
            return true;
        }
    }
    return false;
}

static int indexOf(char[] source, int sourceOffset, int sourceCount, char[] target, int targetOffset, int targetCount, int fromIndex) {
    if (fromIndex >= sourceCount) {
        return (targetCount == 0 ? sourceCount : -1);
    }
    if (fromIndex < 0) {
        fromIndex = 0;
    }
    if (targetCount == 0) {
        return fromIndex;
    }

    char first = target[targetOffset];
    int max = sourceOffset + (sourceCount - targetCount);

    for (int i = sourceOffset + fromIndex; i <= max; i++) {
        /* Look for first character. 先比较第一个字符*/
        if (source[i] != first) {
            while (++i <= max && source[i] != first);
        }

        /* Found first character, now look at the rest of v2 */
        if (i <= max) {
            int j = i + 1;
            int end = j + targetCount - 1;
            for (int k = targetOffset + 1; j < end && source[j]
                    == target[k]; j++, k++);

            if (j == end) {
                /* Found whole string. */
                return i - sourceOffset;
            }
        }
    }
    return -1;
}

/**
 * 三目运算符代替多个if
 */
public boolean equalsIgnoreCase(String anotherString) {
    return (this == anotherString) ? true
            : (anotherString != null)
            && (anotherString.value.length == value.length)
            && regionMatches(true, 0, anotherString, 0, value.length);
}

7、intern()

（1）String s = new String("abc");创建个几个对象

　　类加载时创建"abc"放入常量池  第一个

　　执行代码时new String()  第二个

（2）String存入常量池方式：

　　　一，直接使用双引号声明出来的String对象，在类加载时会直接存储在常量池中。

　　　二，如果不是用双引号声明的String对象，可以使用String提供的intern方法。

　　　　intern 方法：

　　　　如果常量池中存在当前字符串, 就会直接返回当前字符串。 如果常量池中没有此字符串, 会将此字符串放入常量池中后，再返回。

（3）jdk6 和 jdk7 下 intern 的区别

　　在 JDK1.2 ~ JDK6 的实现中，HotSpot 使用永久代实现方法区

　　JDK7+ 移除永久代  字符串常量和类引用被移动到 Java Heap中

　　jdk6 intern：如果常量池中存在当前字符串, 就会直接返回当前字符串。 如果常量池中没有此字符串, 会将此字符串复制一份到方法区，放入方法区中常量池，再返回。

　　 jdk7 intern：如果常量池中存在当前字符串, 就会直接返回当前字符串。 如果常量池中没有此字符串, 会将此字符串的引用存储一份，放入堆中常量池，再返回。

　　String s4 = "11"; // 编译时不处理，运行到这行代码时将“11”在常量池中创建（运行时，第一次遇到字面才将其在常量池中创建）

举例：

public static void main(String[] args) {
    String s = new String("1");
    s.intern();
    String s2 = "1";
    System.out.println(s == s2);// jdk1.6-false jdk1.7-false

    String s3 = new String("1") + new String("1");
    s3.intern();
    String s4 = "11";
    System.out.println(s3 == s4);// jdk1.6-false jdk1.7-true
}

public static void main(String[] args) {
    String s = new String("1");
    String s2 = "1";
    s.intern();
    System.out.println(s == s2);// jdk1.6-false jdk1.7-false

    String s3 = new String("1") + new String("1");
    String s4 = "11";
    s3.intern();
    System.out.println(s3 == s4);// jdk1.6-false jdk1.7-false
}

不再过多解释： （注：图中绿色线条代表 string 对象的内容指向。 黑色线条代表地址指向）

（4）应用举例：

static final int MAX = 1000 * 10000;
static final String[] arr = new String[MAX];

public static void main(String[] args) throws Exception {
    Integer[] DB_DATA = new Integer[10];
    Random random = new Random(10 * 10000);
    for (int i = 0; i < DB_DATA.length; i++) {
        DB_DATA[i] = random.nextInt();
    }
    long t = System.currentTimeMillis();
    for (int i = 0; i < MAX; i++) {
         arr[i] = new String(String.valueOf(DB_DATA[i % DB_DATA.length])).intern();
    }

    System.out.println((System.currentTimeMillis() - t) + "ms");
    System.gc();
}

8、private final char[] value;final--->String的长度是不能改变的

参考 为什么Java要把字符串设计成不可变的

参考 java中String类为什么要设计成不可变的

（1）常量池高效，常量池里String对象改变，引用受影响

（2）安全，不可变，只能读不能写，保证线程安全

参考资料：

1、《成神之路-基础篇》Java基础知识——String相关

2、科普：为什么 String hashCode 方法选择数字31作为乘子

3、Java7为什么要修改substring的实现

4、深入解析String#intern