Question 20171114 String的一些问题?

欢迎各位大神提问题及补充不足和警醒错误!

Question 20171113 Java中char为什么占用两个字节?

Java是使用Unicode编码的所以Java会将源代码以Unicode的方式编码成字节码文件,而Unicode编码规定任意一个字符占用的都是两字节,这也是为什么Java中char类型占用两字节的原因了.

Question 20171113 String的长度有限制吗?方法,类名,字段名称有限制吗?

我们在学习Java的时候很多时候会接触到容器的概念,那么String呢?其实我们可以将String也看作一个容器,既然是容器那么有限制吗?

我们知道String的底层是char[]那么我们实际上只要知道数组的长度限制即可,我们知道数组的长度为arr.length,返回值是int值,那么数组长度原则上最大值就是int的最大值了,但实际上的最大值,是要取决于JVM的内存的,下面我们就通过代码来实验一下:

    /**

     * 字符串的长度

     */

    @Test

    public void fun1(){

        //当我们申请数组长度超出int最大值会出现异常,数组下标超出

//        char[] ch1 = new char[Integer.MAX_VALUE+1];

//        System.out.println(ch1.length);

        //提示

//        char[] ch2 = new char[Integer.MAX_VALUE];

//        System.out.println(ch2.length);

        char[] ch3 = new char[268435456];

        System.out.println(ch3.length);

    }

第一个会报索引溢出异常

第二个会爆出内存溢出异常

java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit

方法,类名,字段名称限制问题

了解Class文件的同志大概会知道,Class文件中方法和字段等都需要引用CONSTANT_Utf8_info型常量来描述名称,所以CONSTANT_Utf8_info型常量的最大长度也就是Java中方法,字段名称的最大长度,而这里的最大长度就是length的最大值,即u2类型所能表达的最大值65535。所以Java程序中如果定义了超过64KB英文字符的变量或方法名，将会无法编译。

Question 20171113 字符串常量池和String.intern方法?

引言

什么都先不说，先看下面这个引入的例子：

String str1 = new String("SEU")+ new String("Calvin");
System.out.println(str1.intern() == str1);
System.out.println(str1 == "SEUCalvin");
true
true

再将上面的例子加上一行代码：

String str2 = "SEUCalvin";//新加的一行代码，其余不变

String str1 = new String("SEU")+ new String("Calvin");

System.out.println(str1.intern() == str1);

System.out.println(str1 == "SEUCalvin");

false
false

是不是感觉莫名其妙，新定义的str2好像和str1没有半毛钱的关系，怎么会影响到有关str1的输出结果呢？其实这都是intern()方法搞的鬼！看完这篇文章，你就会明白。o(∩_∩)o

在JVM运行时数据区中的方法区有一个常量池，但是发现在JDK1.6以后常量池被放置在了堆空间，因此常量池位置的不同影响到了String的intern()方法的表现。

1.为什么要介绍intern()方法

intern()方法设计的初衷，就是重用String对象，以节省内存消耗。这么说可能有点抽象，那么就用例子来证明。

static final int MAX = 100000;

    static final String[] arr = new String[MAX];  

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        //为长度为10的Integer数组随机赋值

        Integer[] sample = new Integer[10];

        Random random = new Random(1000);

        for (int i = 0; i < sample.length; i++) {

            sample[i] = random.nextInt();

        }

        //记录程序开始时间

        long t = System.currentTimeMillis();

        //使用/不使用intern方法为10万个String赋值，值来自于Integer数组的10个数

            for (int i = 0; i < MAX; i++) {

                arr[i] = new String(String.valueOf(sample[i % sample.length]));

                //arr[i] = new String(String.valueOf(sample[i % sample.length])).intern();

            }

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

            System.gc();

    }

这个例子也比较简单，就是为了证明使用intern()比不使用intern()消耗的内存更少。

先定义一个长度为10的Integer数组，并随机为其赋值，在通过for循环为长度为10万的String对象依次赋值，这些值都来自于Integer数组。两种情况分别运行，可通过Window ---> Preferences --> Java --> Installed JREs设置JVM启动参数为-agentlib:hprof=heap=dump,format=b，将程序运行完后的hprof置于工程目录下。再通过MAT插件查看该hprof文件。
两次实验结果如下：

从运行结果来看，不使用intern()的情况下，程序生成了101574个String对象，而使用了intern()方法时，程序仅生成了1584个String对象。自然也证明了intern()节省内存的结论。

细心的同学会发现使用了intern()方法后程序运行时间有所增加。这是因为程序中每次都是用了new String后又进行intern()操作的耗时时间，但是不使用intern()占用内存空间导致GC的时间是要远远大于这点时间的。

2. 深入认识intern()方法

JDK1.7后，常量池被放入到堆空间中，这导致intern()函数的功能不同，具体怎么个不同法，且看看下面代码，这个例子是网上流传较广的一个例子，分析图也是直接粘贴过来的，这里我会用自己的理解去解释这个例子：

String s = new String("1");

    s.intern();

    String s2 = "1";

    System.out.println(s == s2);

    String s3 = new String("1") + new String("1");

    s3.intern();

    String s4 = "11";

    System.out.println(s3 == s4);

JDK1.6以及以下：false false
JDK1.7以及以上：false true

再分别调整上面代码2.3行、7.8行的顺序：

String s = new String("1");
String s2 = "1";
s.intern();
System.out.println(s == s2);
String s3 = new String("1") + new String("1");
String s4 = "11";
s3.intern();
System.out.println(s3 == s4);

输出结果为：

JDK1.6以及以下：false false
JDK1.7以及以上：false false

下面依据上面代码对intern()方法进行分析：

2.1 JDK1.6

在JDK1.6中所有的输出结果都是 false，因为JDK1.6以及以前版本中，常量池是放在 Perm 区（属于方法区）中的，熟悉JVM的话应该知道这是和堆区完全分开的。

使用引号声明的字符串都是会直接在字符串常量池中生成的，而 new 出来的 String 对象是放在堆空间中的。所以两者的内存地址肯定是不相同的，即使调用了intern()方法也是不影响的。

intern()方法在JDK1.6中的作用是：比如String s = new String("SEU_Calvin")，再调用s.intern()，此时返回值还是字符串"SEU_Calvin"，表面上看起来好像这个方法没什么用处。但实际上，在JDK1.6中它做了个小动作：检查字符串池里是否存在"SEU_Calvin"这么一个字符串，如果存在，就返回池里的字符串；如果不存在，该方法会把"SEU_Calvin"添加到字符串池中，然后再返回它的引用。然而在JDK1.7中却不是这样的，后面会讨论。

2.2 JDK1.7

针对JDK1.7以及以上的版本，我们将上面两段代码分开讨论。先看第一段代码的情况：

再把第一段代码贴一下便于查看：

String s = new String("1");
s.intern();
String s2 = "1";
System.out.println(s == s2);
String s3 = new String("1") + new String("1");
s3.intern();
String s4 = "11";
System.out.println(s3 == s4);

String s = newString("1")，生成了常量池中的“1” 和堆空间中的字符串对象。

s.intern()，这一行的作用是s对象去常量池中寻找后发现"1"已经存在于常量池中了。

String s2 = "1"，这行代码是生成一个s2的引用指向常量池中的“1”对象。

结果就是 s 和 s2 的引用地址明显不同。因此返回了false。

String s3 = new String("1") + newString("1")，这行代码在字符串常量池中生成“1” ，并在堆空间中生成s3引用指向的对象（内容为"11"）。注意此时常量池中是没有 “11”对象的。

s3.intern()，这一行代码，是将 s3中的“11”字符串放入 String 常量池中，此时常量池中不存在“11”字符串，JDK1.6的做法是直接在常量池中生成一个 "11" 的对象。

但是在JDK1.7中，常量池中不需要再存储一份对象了，可以直接存储堆中的引用。这份引用直接指向 s3 引用的对象，也就是说s3.intern() ==s3会返回true。

String s4 = "11"，这一行代码会直接去常量池中创建，但是发现已经有这个对象了，此时也就是指向 s3 引用对象的一个引用。因此s3 == s4返回了true。

下面继续分析第二段代码：

再把第二段代码贴一下便于查看：

String s = new String("1");

String s2 = "1";

s.intern();

System.out.println(s == s2);

String s3 = new String("1") + new String("1");

String s4 = "11";

s3.intern();

System.out.println(s3 == s4);

String s = newString("1")，生成了常量池中的“1” 和堆空间中的字符串对象。

String s2 = "1"，这行代码是生成一个s2的引用指向常量池中的“1”对象，但是发现已经存在了，那么就直接指向了它。

s.intern()，这一行在这里就没什么实际作用了。因为"1"已经存在了。

结果就是 s 和 s2 的引用地址明显不同。因此返回了false。

String s3 = new String("1") + newString("1")，这行代码在字符串常量池中生成“1” ，并在堆空间中生成s3引用指向的对象（内容为"11"）。注意此时常量池中是没有 “11”对象的。

String s4 = "11"，这一行代码会直接去生成常量池中的"11"。

s3.intern()，这一行在这里就没什么实际作用了。因为"11"已经存在了。

结果就是 s3 和 s4 的引用地址明显不同。因此返回了false。

为了确保文章的实时更新，实时修改可能出错的地方，请确保这篇是原文，而不是无脑转载来的“原创文”，原文链接为：SEU_Calvin的博客。

3 总结

终于要做Ending了。现在再来看一下开篇给的引入例子，是不是就很清晰了呢。

String str1 = new String("SEU") + new String("Calvin");
System.out.println(str1.intern() == str1);
System.out.println(str1 == "SEUCalvin");

str1.intern() == str1就是上面例子中的情况，str1.intern()发现常量池中不存在“SEUCalvin”，因此指向了str1。 "SEUCalvin"在常量池中创建时，也就直接指向了str1了。两个都返回true就理所当然啦。

那么第二段代码呢：

String str2 = "SEUCalvin";//新加的一行代码，其余不变
String str1 = new String("SEU")+ new String("Calvin");
System.out.println(str1.intern() == str1);
System.out.println(str1 == "SEUCalvin");

也很简单啦，str2先在常量池中创建了“SEUCalvin”，那么str1.intern()当然就直接指向了str2，你可以去验证它们两个是返回的true。后面的"SEUCalvin"也一样指向str2。所以谁都不搭理在堆空间中的str1了，所以都返回了false。

小结：string.Intern（）会先检查在字符串常量池中有没有这个字符串,如果没有,那么在字符串常量池中村存入一个指针指向堆中的String对象,如果字符串常量池中有这个字符串,那么会返回字符串常量池中这个对象地址.

String str1 = new String("SEU") + new String("Calvin");        

语句在内存中是什么样的呢?因为String是不可改变的,所以Str1相当于创建了5个对象,两个new,两个在字符串常量池,一个是str1的指向,这个指向的内容并不是SEUCalvin,
而是一个计算new String("SEU") + new String("Calvin")的计算,也就是会有这两个new对象的地址,还有运算法则,所以System.out.println(str1.intern() == str1);     为true,如果是下面情况:

String str1 = new String("SEUCalvin");

System.out.println(str1.intern() == str1);

那么结果就是false,因为第一句会在字符串常量池中创建SEUCalvin字符串对象,str1.intern()后地址就变成了字符串常量池中的地址,两个地址这时变不一样了.