Java虚拟机九 java.lang.String在虚拟机中的实现

在Java中，Java的设计者对String对象进行了大量的优化，主要有三个特点：

1.不变性：

不变性是指String对象一旦生成，则不能再对它进行改变。String的这个特点可以泛化成不变（immutable）模式，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在于，当一个对象需要被多线程共享，并且访问频繁时，可以省略同步和锁等待的时间，从而大幅提升系统性能。

不变性可以提高多线程访问的性能。因为对象不可变，因此对于所有线程都是只读的，多线程访问时，即使不加同步也不会产生数据的不一致，故减少了系统的开销。

由于不变性，一些看起来像是修改的操作，实际上都是依靠产生新的字符串实现的。比如 String.substring(),String.concat()方法，他们都没有修改原始字符串，而是产生了一个新的字符串。

如果需要一个可以修改的字符串，那么需要使用StringBuffer或者StringBuilder对象。

2.针对常量池的优化

针对常量池的优化指当两个String对象拥有相同的值时，他们只引用常量池中的同一个拷贝。当同一个字符串反复出现时，这个技术可以大幅节省内存空间。

        String str1 = new String("abc");
        String str2 = new String("abc");
        System.out.println(str1==str2);//false
        System.out.println(str1==str2.intern());//false
        System.out.println("abc"==str2.intern());//true
        System.out.println(str1.intern()==str2.intern());//true

以上代码str1和str2都开辟了一块堆空间存放String实例。虽然str1和str2内容相同，但是在堆空间中的引用是不同的。String.intern()返回字符串在常量池中的引用，显然它和str1也是不相同的，String.intern()始终和常量字符串相等。

3.类的final定义

final类型定义也是String对象的重要特点。作为final类的String对象在系统中不可能有任何子类，这是对系统安全性的保护。

有关String的内存泄漏

内存泄漏就是程序未能释放已经不再使用的内存的情况，他并不是说物理内存消失了，而是指由于不再使用的对象占据内存不被释放，而导致可用内存不断减小，最终有可能导致内存溢出。

以String.substring()方法为例，说明内存泄漏问题：

java.lang.String主要由3部分组成：代表字符数组的value、偏移量offset和长度count.这个结构为内存泄漏埋下伏笔，字符串的实际内容有value,offset,count三者共同决定，而非value一项。如果字符串value数组包含100个字符，而count长度只有1个字节，那么这个String实际上只要1个字符，却占据了至少100个字节，那剩余的99个就属于泄漏的部分，他们不会被使用，不会被释放，却长期占用内存，直到字符串本身被回收。

这种情况在JDK1.6中非常容易出现。String.substring()中，新生成的String并没有从value中获取自己需要的那部分，而是简单的使用了相同的value引用，只是修改了offset和count，以此类确定新的String对象的值。当原始字符串没有被回收时，这种情况是没有问题的，并且通过共用value，还可以节省一部分内存，但是一旦原始字符串被回收，value中多余的部分就造成了空间浪费。

综上所述，如果使用了String.substing()将一个大字符串切割为小字符串，当大字符串被回收时，小字符串的存在就会引起内存泄漏。

在JDK1.7中，去掉了offset和count两项，而String的实质性内容仅由value决定，而value数组本身就代表了这个String实际的取值。