Java程序优化--如何更高效地使用字符串。

字符串优化处理

字符串是软件开发中最重要的对象之一，通常，字符串对象或者其等价对象（如char数组），在内存中总是占据了最大的空间块。因此如何高效地处理字符串，必将是提高系统整体性能的关键所在。

String对象及其特点

String对象是Java语言中重要的数据类型，但是它并不是Java的基本数据类型。在C语言中，对字符串的处理最通常的做法是使用char数组，但这种方式的弊端是显而易见的，数组本身无法封装字符串所需的基本方法。而在Java语言中，String对象可以认为是char数组的眼神和进一步的封装。String类的基本实现主要是由三部分组成：char数组、偏移量、String长度。char数组表示String的内容，它是String对象所表示字符串的超集。String的真实内容还需要由偏移量和长度在这个char数组中进行定位和截取。理解这点很重要，这将有助于更好地了解后续章节中阐述的有关String.subString()方法导致内泄露的问题。在Java语言中，Java的设计者对String对象进行了大量的优化，其主要表现在一下3个方面，同时这也是String对象的3个基本特点：不变性、针对常量池的优化、类的final定义。

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的这个特性可以泛化成不变（immutable）模式，即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，从而大幅提高系统性能。

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，它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，这个技术可以大幅度节省内存空间。

String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
String str3 = new String("abc");
System.out.println(str1==str2);  //true
System.out.println(str1==str3);  //false
System.out.println(str1==str3.intern());  //true

以上代码 显示str1和str2引用了相同的地址，但是str3却重新开辟了一块内存空间。 但即便如此，str3在常量池中的位置和str1是一样的，也就是说，虽然str3单独占用了堆空间，但是它所指向的实体和str1完全一样，也就是常量池中只存在一个”abc”的常量引用。使用intern()方法，该方法反悔了String对象在常量池中引用。

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。同时，对于JDK1.5版本之前的环境中，使用final定义，有助于帮助虚拟机寻找机会，内联所有的final方法，从而提高系统效率。这种优化在JDK1.5之后不明显了。

subString()方法的内存泄漏

截取子字符串是字符串操作中最常用的操作之一。在Java中，String类提供了两个截取子字符串的方法。

public String substring(int beginIndex)

public String substring(int beginIndex,int endIndex)

以第2个方法为例，它返回源字符串中以beginIndex开始、到endIndex为止的子字符串。然而这个方法在JDK的视线中存在严重的内存泄漏问题。

public String substring(int start, int end) {
if (start == 0 && end == count) {
return this;
}
if (start >= 0 && start <= end && end <= count) {
return new String(offset + start, end - start,value);
}
throw startEndAndLength(start, end);
}

在方法的最后，返回了一个新建的String对象。查看该String的构造函数

String(int offset, int charCount, char[] value) {
this.value = value;
this.offset= offset;
this.charCount= vacharCountue;
}

这个方法是一个包作用域的构造函数，其目的是为了能高效且快速地共享String内的char数组对象。但在这种通过偏移量来截取字符串的方法中，String的原生内容value数组被复制到新的子字符串中。摄像，如果原生字符串很大，截取的字符串长度却很短，那么截取的子字符串中包含了原生字符串的所有内容，并占据了相应的内存空间。而仅仅通过偏移量和长度来决定自己的世纪屈指，这种算法提高了运算速度却浪费了大量的内存空间。

这个构造是私有的，不能直接调用，但是String类中方法还有一些使用了这个构造，他们都有可能和subString()方法一样造成潜在的泄露。

字符串分割和查找

字符串分割和查找也是字符串处理中最常用的方法

split分割功能非常强大，参数可以是一个正则表达式，从而进行复杂逻辑的字符串分割。

"a;b:c,d".split("[;|:|,]");

就可以将字符串分割成”a” 、”b”、”c”、”d”。

但是split()性能并不很好。

还有性能更好的StringTokenizer专门用来处理字符串分隔子串的工具类，具体操作可以百度。