String理解

简介

jdk8及以前底层用char[]数组实现，jdk9以后改为byte[]。

jdk6及以前，字符串常量池存放在永久代。jdk7及其以后保存在Java堆中。

不可变性

对String字符串重新赋值，拼接，replace指定字符，都不能使用原有value进行赋值。

字符串拼接结果保存

两个常量拼接结果在常量池，原理是编译器优化。
要是拼接表达式存在变量，结果就保存在堆中。底层使用String Builder拼接。
如果拼接结果调用intern()方法，则主动将常量池中还没有的字符串对象存入常量池中，并返回此对象地址。

intern()

图示

代码演示

/**
	创建两对象
	1，堆空间的new 出来的对象
	2，字符串常量池的"a"
*/
String s = new String("a");
//由于常量池已经有"a",直接返回常量池"a"地址
String ss = s.intern();
String s2 ="a";
System.out.println(s1 == s2); //jdk6/7/8 : false
System.out.println(ss == s2); //jdk6/7/8 : true

/**
	创建"aa"对象，但常量池中只有字符串"a"
**/
String s3 = new String("a") + new String("a");
/**
	jdk6
	由于此时常量池中无"aa"，常量池中存入"aa"字符串（相当于复制一份），返回常量池中字符串的引用地址
	所以s3和s4地址不相同
	jdk7/8
	由于此时常量池中无"aa"，所以把s3的对象地址存入常量池(复制的是对象的地址)，返回常量池中对象的地址
	所以s3和s4的地址是一样的
*/
s3.intern();
String s4 = "aa";
System.out.println(s3 == s4);

字符串常量池

String 的String Pool 不存在相同的内容变量，是固定大小的HashTable，默认长度1009，当里面String过多时，Hash冲突严重，导致链表会很长，String.itern(用于将字符串放入常量池)性能严重下降。

JVM参数

-XX: StringTableSize 可设置JVM的StringTable长度。

jdk6：StringTable固定大小，长度就是1009。
jdk7：长度默认60013。
jdk8：长度默认60013。1009是设置String Table的最小值。

问题！！！

new String(“ab”)；new String(“a”) + new String(“b”); 分别创建多少个对象？

new String(“ab”)；

两个：

一个是堆中new出来的对象，一个是常量池中的”ab”字符串。

new String(“a”) + new String(“b”);

六个：

StringBulider对象
new String(“a”)堆中new对象
常量池中的”a”字符串
new String(“b”)堆中new对象
常量池中的”b”字符串
StringBuilder的toString()方法返回new String(“ab”).注：调用toString()方法常量池不会生成字符串”ab”

扩展String、StringBuilder、StringBuffer区别

String底层是用final修饰的char数组，不可改变，（String的大部分情况都是字母，一个字节即可满足，为降低内存占用，jdk9后改成byte数组,StringBuilder和StringBuffer也是，并用coder字段修饰编码类型）。

1
2
3

//coder字段可选值
@Native static final byte LATIN1 = 0;
@Native static final byte UTF16  = 1;

StringBuilder底层是一个可变的char数组，默认初始化长度为16，构造器有字符串传参时默认长度为字符串长度+16，append操作超过原有长度限制时以下规则扩展。

private int newCapacity(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    int newCapacity = (value.length << 1) + 2; //char数组长度 * 2 + 2
    if (newCapacity - minCapacity < 0) { 
        //扩展后长度还是不满足则直接等于minCapacity（minCapacity = 已使用长度 + append参数的长度）
        newCapacity = minCapacity; 
    }
    return (newCapacity <= 0 || MAX_ARRAY_SIZE - newCapacity < 0)
        ? hugeCapacity(minCapacity)
        : newCapacity;
}
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

private int hugeCapacity(int minCapacity) {
    if (Integer.MAX_VALUE - minCapacity < 0) { // overflow
        throw new OutOfMemoryError(); //超出最大长度
    }
    //minCapacity在(Integer.MAX_VALUE - 8, Integer.MAX_VALUE]之间
    return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE)
       ? minCapacity : MAX_ARRAY_SIZE; 
}

StringBuffer使用synchronized修饰方法，线程安全，内部维护一个char[] toStringCache数组缓存最近一次toString()的值，每次修改前都置为null。扩展规则和StringBuilder一致，都是使用AbstractStringBuilder抽象类的方法。

@Override
public synchronized String toString() {
    if (toStringCache == null) {
        toStringCache = Arrays.copyOfRange(value, 0, count);
    }
    return new String(toStringCache, true);
}