Java 基础之 String 类

String

String 被声明为 final，因此不能被继承。(Integer 等包装类也不能被继承)

在 java8 中，String 内部使用 char 数组来存储数据

public final class String

    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {

    /** The value is used for character storage. */

    private final char value[];

}

在 java9 中，String 内部使用 byte 数组存储字符串，同时使用 coder 来标识使用了哪种编码

public final class String

    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {

    /** The value is used for character storage. */

    private final byte[] value;

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

    private final byte coder;

}

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

String 不可变的好处

1. 可以缓存 hash 值

因为 String 的 hash 值经常被使用，例如 String 用做 HashMap 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. String pool

如果一个 String 对象已经被创建过，那么就会从常量池中取的引用，只有 String 是不可变的，才能使用 String pool

3. 安全性

String 经常作为参数，String 不可变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 String 是可变的，那么在网络连接过程中，String 被改变，改变 String 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。

4. 线程安全

因为字符串是不可变的，所以是多线程安全的，同一个字符串实例可以被多个线程共享。这样便不用因为线程安全问题而使用同步。字符串自己便是线程安全的。

String, StringBuffer and StringBuilder

1. 可变性

String 不可变(String 类中使用 final 关键字修饰字符数组来保存字符串，所以 String 对象是不可变的。)

StringBuilder 与 StringBuffer是可变的(都继承AbstractStringBuilder，也是使用 char 数组保存数据，但是没有使用 final 修饰符)

AbstractStringBuilder:

abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {

    /**

         * The value is used for character storage.

         */

        char[] value;

        /**

         * The count is the number of characters used.

         */

        int count;

        /**

         * This no-arg constructor is necessary for serialization of subclasses.

         */

        AbstractStringBuilder() {

        }

}

2. 线程安全性

String 不可变，线程安全(操作少量的数据使用)

StringBuilder 线程不安全(单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据)

StringBuffer 线程安全，内部使用 synchronized 进行同步(多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据)

String pool

字符串常量池（String Pool）保存着所有字符串字面量（literal strings）, 这些字面量在编译时期就确定。不仅如此, 还可以使用 String 的 intern() 方法在运行过程将字符串添加到 String Pool 中。

当一个字符串调用 intern() 方法时，如果 String Pool 中已经存在一个字符串和该字符串值相等（使用 equals() 方法进行确定），那么就会返回 String Pool 中字符串的引用；否则，就会在 String Pool 中添加一个新的字符串, 并返回这个新字符串的引用。

下面示例中，s1 和 s2 采用 new String() 的方式新建了两个不同字符串，而 s3 和 s4 是通过 s1.intern() 方法取得同一个字符串引用。intern() 首先把 s1 引用的字符串放到 String Pool 中, 然后返回这个字符串引用。因此 s3 和 s4 引用的是同一个字符串。

String s1 = new String("aaa");  //堆内存中 s1为一个引用

String s2 = new String("aaa");  //堆内存中 s2为另一个引用

System.out.println(s1 == s2);           // false

String s3 = s1.intern();        //s3为s1的引用

String s4 = s1.intern();        //s4为s1的引用

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

如果是采用 "bbb" 这种字面量的形式创建字符串，会自动地将字符串放入 String Pool 中。

String s5 = "bbb";              //放在常量池中

String s6 = "bbb";              //从常量池中查找

System.out.println(s5 == s6);   // true

在 Java 7 之前，String Pool 被放在运行时常量池中，它属于永久代。而在 Java 7，String Pool 被移到堆中。这是因为永久代的空间有限，在大量使用字符串的场景下会导致 OutOfMemoryError 错误。

new String("abc")

使用这种方式会创建两个字符串对象，前提是常量池中还没有 “abc” 字符串对象

“abc” 属于字符串字面量，因此编译时期会在 String Pool 中创建一个字符串对象，指向这个 “abc” 字符串字面量;
使用 new 的方式会在堆中创建一个字符串对象

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