Java常用类（二）String类详解

前言

　　在我们开发中经常会用到很多的常用的工具类，这里做一个总结。他们有很多的方法都是我们经常要用到的。所以我们一定要把它好好的掌握起来！

一、String简介

1.1、String（字符串常量）概述

　　在API中是这样描述：

　　　　String 类代表字符串。Java 程序中的所有字符串字面值（如 "abc" ）都作为此类的实例实现。
　　　　字符串是常量；它们的值在创建之后不能更改。字符串缓冲区支持可变的字符串。因为 String 对象是不可变的，所以可以共享。

　　java.lang.String：

　　　　

public class TestString {
public static void main(String[] args) {
// 创建字符串对象
String s1 = "helloworld";
String s2 = " helloworld ";
String s3 = " hello world ";
System.out.println("---" + s1 + "---");
System.out.println("---" + s1.trim() + "---");
System.out.println("---" + s2 + "---");
System.out.println("---" + s2.trim() + "---");
System.out.println("---" + s3 + "---");
System.out.println("---" + s3.trim() + "---");
System.out.println("-------------------");

// String[] split(String str)
// 创建字符串对象
String s4 = "aa,bb,cc";
String[] strArray = s4.split(",");
for (int x = 0; x < strArray.length; x++) {
System.out.println(strArray[x]);
}
}

}

测试

　　结果：

　　　　　　

四、String的不可变性

当我们去阅读源代码的时候，会发现有这样的一句话：

　　


意思就是说：String是个常量，从一出生就注定不可变。

我想大家应该就知道为什么String不可变了，String类被final修饰，官方注释说明创建后不能被改变，但是为什么String要使用final修饰呢？　

4.1、前言

　　了解一个经典的面试题：

public class Apple {
public static void main(String[] args) {
String a = "abc";
String b = "abc";
String c = new String("abc");
System.out.println(a==b);  //true
System.out.println(a.equals(b));  //true
System.out.println(a==c);  //false
System.out.println(a.equals(c));  //true
}
}

　　内存图：

　　　　

4.2、分析

　　因为String太过常用，JAVA类库的设计者在实现时做了个小小的变化，即采用了享元模式,每当生成一个新内容的字符串时，他们都被添加到一个共享池中，当第二次再次生成同样内容的字符串实例时，

　　就共享此对象，而不是创建一个新对象，但是这样的做法仅仅适合于通过=符号进行的初始化。　　

　　需要说明一点的是，在object中，equals()是用来比较内存地址的，但是String重写了equals()方法，用来比较内容的，即使是不同地址，只要内容一致，也会返回true，这也就是为什么a.equals(c)返回true的原因了。

4.3、String不可变的好处

　　可以实现多个变量引用堆内存中的同一个字符串实例，避免创建的开销。

　　我们的程序中大量使用了String字符串，有可能是出于安全性考虑。

　　大家都知道HashMap中key为String类型，如果可变将变的多么可怕。

　　当我们在传参的时候，使用不可变类不需要去考虑谁可能会修改其内部的值，如果使用可变类的话，可能需要每次记得重新拷贝出里面的值，性能会有一定的损失。

五、字符串常量池

5.1、字符串常量池概述

　　1）常量池表（Constant_Pool table）

　　　　Class文件中存储所有常量（包括字符串）的table。
　　　　这是Class文件中的内容，还不是运行时的内容，不要理解它是个池子，其实就是Class文件中的字节码指令。

　　2）运行时常量池（Runtime Constant Pool）　

　　　　JVM内存中方法区的一部分，这是运行时的内容
　　　　这部分内容（绝大部分）是随着JVM运行时候，从常量池转化而来，每个Class对应一个运行时常量池
　　　　上一句中说绝大部分是因为：除了 Class中常量池内容，还可能包括动态生成并加入这里的内容

　　3）字符串常量池（String Pool）

　　　　这部分也在方法区中，但与Runtime Constant Pool不是一个概念，String Pool是JVM实例全局共享的，全局只有一个
　　　　JVM规范要求进入这里的String实例叫“被驻留的interned string”，各个JVM可以有不同的实现，HotSpot是设置了一个哈希表StringTable来引用堆中的字符串实例，被引用就是被驻留。

5.2、亨元模式

　　其实字符串常量池这个问题涉及到一个设计模式，叫“享元模式”，顾名思义 - - - > 共享元素模式
　　也就是说：一个系统中如果有多处用到了相同的一个元素，那么我们应该只存储一份此元素，而让所有地方都引用这一个元素
　　Java中String部分就是根据享元模式设计的，而那个存储元素的地方就叫做“字符串常量池 - String Pool”

5.3、详细分析

　　举例：

int x  = 10;
String y = "hello";

　　1)首先，

10

和

"hello"

会在经过javac（或者其他编译器）编译过后变为Class文件中

constant_pool table

的内容

　　2)当我们的程序运行时，也就是说JVM运行时，每个Class

constant_pool table

中的内容会被加载到JVM内存中的方法区中各自Class的

Runtime Constant Pool。

　　3)一个没有被String Pool包含的Runtime Constant Pool中的字符串（这里是"hello"）会被加入到String Pool中（HosSpot使用hashtable引用方式），步骤如下：　　　

　　　　一是：在Java Heap中根据"hello"字面量create一个字符串对象
　　　　二是：将字面量"hello"与字符串对象的引用在hashtable中关联起来，键 - 值 形式是："hello" = 对象的引用地址。

　　　另外来说，当一个新的字符串出现在Runtime Constant Pool中时怎么判断需不需要在Java Heap中创建新对象呢？

　　策略是这样：会先去根据equals来比较Runtime Constant Pool中的这个字符串是否和String Pool中某一个是相等的（也就是找是否已经存在），如果有那么就不创建，直接使用其引用；反之，如上3

　　如此，就实现了享元模式，提高的内存利用效率。

　　举例：

　　　　　　使用String s = new String("hello");会创建几个对象

　　　　　　会创建2个对象

　　　　　　首先，出现了字面量"hello"，那么去String Pool中查找是否有相同字符串存在，因为程序就这一行代码所以肯定没有，那么就在Java Heap中用字面量"hello"首先创建1个String对象。

　　　　　　接着，new String("hello")，关键字new又在Java Heap中创建了1个对象，然后调用接收String参数的构造器进行了初始化。最终s的引用是这个String对象.

　　　　　　

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