String

String的基本特性

  • String:字符串 使用一对""来表示

    • String s1 = “haha”
    • String s2 = new String(“haha”)
  • String声明为final 不可被继承

  • String 实现了Serializable接口 表示字符串是支持序列化

    实现了Comparable接口 表示String可以比较大小

  • JDK1.8 以前内部定义了 final char[] value用于存储字符串数据

    JDK1.9改为byte[]

    1
    2
    3
    4
    public final class string implements java.io.Serializable,Comparable<String>,CharSequence{
    @Stable
    private final byte[] value;
    }

    相关的类也同样改变

  • String: 代表不可变的字符序列 简称不可变性

    • 对字符串重新赋值的时候 需要重新指定内存区域赋值 不能使用原有的value进行赋值

    • 进行连接操作时 也需要重新指定内存区域赋值

      不能使用原来的value进行赋值

    • 当调用String的replace()方法修改指定字符串或者字符时 也需要重新指定内存区域赋值 不能使用原来的value进行赋值

  • 通过字面量的方式 给一个字符串赋值 此时的字符串值声明在字符串常量池

  • 字符串常量池中是不会存储相同内容的字符串的

  • String的String Pool是一个固定大小的Hashtable,默认值大小长度是1009.如果放进String Pool的String很多,就会造成Hash冲突严重,导致链表会很长,而链表长了直接造成的影响就是调用String.intern时性能会大幅下降

  • 使用-XX:StringTableSize可设置StringTable的长度

  • 在Jdk6中StringTable是固定的,就是1009的长度

    JDK7中,StringTable的长度是60013

    JDK8开始,StringTable的长度1009是可设置的最小值

  • Java语言中有8中基本数据类型和一种比较特殊的类型String.这些类型为了使它们在运行过程中速度更快,更节省内存,都提供了一种常量池的概念

  • 常量池就类似于Java系统基本提供的缓存.8种基本类型的常量都是系统协调的

    String类型的常量池比较特殊.它的主要使用方法有两种

    1. 直接使用双引号声明出来的String对象会直接存储在常量池中
    1
    String info = "xyt";
    1. 使用String的intern()方法
  • Java6之前 字符串常量池放在永久代

    Java7调整到Java堆

String的基本操作

字符串拼接

  • 常量与常量的拼接结果在常量池,原理是编译期优化
  • 常量池中不会存在相同内容的常量
  • 只要有一个是变量,结果就在堆中.变量拼接的原理是StringBuilder
  • 如果拼接的结果调用intern()方法,则主动将常量池中还没有的字符串对象放入池中,并返回此对象地址
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
public void test2(){
String s1 = "javaEE";
String s2 = "hadoop";

String s3 = "javaEEhadoop";
String s4 = "javaEE" + "hadoop";//编译期优化
//如果拼接符号的前后出现了变量,则相当于在堆空间中new String(),具体的内容为拼接的结果:javaEEhadoop
String s5 = s1 + "hadoop";
String s6 = "javaEE" + s2;
String s7 = s1 + s2;

System.out.println(s3 == s4);//true
System.out.println(s3 == s5);//false
System.out.println(s3 == s6);//false
System.out.println(s3 == s7);//false
System.out.println(s5 == s6);//false
System.out.println(s5 == s7);//false
System.out.println(s6 == s7);//false
//intern():判断字符串常量池中是否存在javaEEhadoop值,如果存在,则返回常量池中javaEEhadoop的地址;
//如果字符串常量池中不存在javaEEhadoop,则在常量池中加载一份javaEEhadoop,并返回次对象的地址。
String s8 = s6.intern();
System.out.println(s3 == s8);//true
}

拼接的底层操作原理

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
@Test
public void test3(){
String s1 = "a";
String s2 = "b";
String s3 = "ab";
/*
如下的s1 + s2 的执行细节:(变量s是我临时定义的)
① StringBuilder s = new StringBuilder();
② s.append("a")
③ s.append("b")
④ s.toString() --> 约等于 new String("ab")

补充:在jdk5.0之后使用的是StringBuilder,在jdk5.0之前使用的是StringBuffer
*/
String s4 = s1 + s2;//
System.out.println(s3 == s4);//false
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
/*
1. 字符串拼接操作不一定使用的是StringBuilder!
如果拼接符号左右两边都是字符串常量或常量引用,则仍然使用编译期优化,即非StringBuilder的方式。
2. 针对于final修饰类、方法、基本数据类型、引用数据类型的量的结构时,能使用上final的时候建议使用上。
*/
@Test
public void test4(){
final String s1 = "a";
final String s2 = "b";
String s3 = "ab";
String s4 = s1 + s2;
System.out.println(s3 == s4);//true
}

拼接操作 append 效率

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
   /*
体会执行效率:通过StringBuilder的append()的方式添加字符串的效率要远高于使用String的字符串拼接方式!
详情:① StringBuilder的append()的方式:自始至终中只创建过一个StringBuilder的对象
使用String的字符串拼接方式:创建过多个StringBuilder和String的对象
② 使用String的字符串拼接方式:内存中由于创建了较多的StringBuilder和String的对象,内存占用更大;如果进行GC,需要花费额外的时间。

改进的空间:在实际开发中,如果基本确定要前前后后添加的字符串长度不高于某个限定值highLevel的情况下,建议使用构造器实例化:
StringBuilder s = new StringBuilder(highLevel);//new char[highLevel]
*/
@Test
public void test6(){

long start = System.currentTimeMillis();

// method1(100000);//4014
method2(100000);//7

long end = System.currentTimeMillis();

System.out.println("花费的时间为:" + (end - start));
}

public void method1(int highLevel){
String src = "";
for(int i = 0;i < highLevel;i++){
src = src + "a";//每次循环都会创建一个StringBuilder、String
}
// System.out.println(src);

}

public void method2(int highLevel){
//只需要创建一个StringBuilder
StringBuilder src = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < highLevel; i++) {
src.append("a");
}
// System.out.println(src);
}
}

intern()方法

如果字符串常量池中没有对应data的字符串的话 则在字符串常量池中生成

image-20200623093048392

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
/**
* 如何保证变量s指向的是字符串常量池中的数据呢?
* 有两种方式:
* 方式一: String s = "shkstart";//字面量定义的方式
* 方式二: 调用intern()
* String s = new String("shkstart").intern();
* String s = new StringBuilder("shkstart").toString().intern();
*
* @author shkstart shkstart@126.com
* @create 2020 18:49
*/

面试题

image-20200623093248483

image-20200623093424713

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
/**
* 题目:
* new String("ab")会创建几个对象?看字节码,就知道是两个。
* 一个对象是:new关键字在堆空间创建的
* 另一个对象是:字符串常量池中的对象"ab"。 字节码指令:ldc
*
*
* 思考:
* new String("a") + new String("b")呢?
* 对象1:new StringBuilder()
* 对象2: new String("a")
* 对象3: 常量池中的"a"
* 对象4: new String("b")
* 对象5: 常量池中的"b"
*
* 深入剖析: StringBuilder的toString():
* 对象6 :new String("ab")
* 强调一下,toString()的调用,在字符串常量池中,没有生成"ab"
*
* @author shkstart shkstart@126.com
* @create 2020 20:38
*/
public class StringNewTest {
public static void main(String[] args) {
// String str = new String("ab");

String str = new String("a") + new String("b");
}
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
/**
* 如何保证变量s指向的是字符串常量池中的数据呢?
* 有两种方式:
* 方式一: String s = "shkstart";//字面量定义的方式
* 方式二: 调用intern()
* String s = new String("shkstart").intern();
* String s = new StringBuilder("shkstart").toString().intern();
*
* @author shkstart shkstart@126.com
* @create 2020 18:49
*/
public class StringIntern {
public static void main(String[] args) {

String s = new String("1");//s 堆空间
s.intern();//调用此方法之前,字符串常量池中已经存在了"1"
String s2 = "1";
System.out.println(s == s2);//jdk6:false jdk7/8:false


String s3 = new String("1") + new String("1");//s3变量记录的地址为:new String("11")
//执行完上一行代码以后,字符串常量池中,是否存在"11"呢?答案:不存在!!
s3.intern();//在字符串常量池中生成"11"。如何理解:

//jdk6:创建了一个新的对象"11",也就有新的地址。
//jdk7:此时常量中并没有创建"11",而是创建一个指向堆空间中new String("11")的地址

String s4 = "11";//s4变量记录的地址:使用的是上一行代码代码执行时,在常量池中生成的"11"的地址
System.out.println(s3 == s4);//jdk6:false jdk7/8:true
}


}

总结String的intern()使用

  • jdk6中 将这个字符串对象尝试 放入串池
    • 如果串池中有,不放入,返回已经有的串池中对象的地址
    • 如果没有,对象复制一份,放入串池,并返回串池中的对象地址
  • jdk7起,将这个字符串对象尝试 放入串池
    • 如果串池中有,不放入,返回已经有的串池中对象的地址
    • 如果没有,则把对象的引用地址复制一份,放入串池,返回串池中的引用地址

Intern()空间效率

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
import java.util.Random;

/**
* 使用intern()测试执行效率:空间使用上
*
* 结论:对于程序中大量存在存在的字符串,尤其其中存在很多重复字符串时,使用intern()可以节省内存空间。
*
*
* @author shkstart shkstart@126.com
* @create 2020 21:17
*/
public class StringIntern2 {
static final int MAX_COUNT = 1000 * 10000;
static final String[] arr = new String[MAX_COUNT];

public static void main(String[] args) {
Integer[] data = new Integer[]{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

long start = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < MAX_COUNT; i++) {
// arr[i] = new String(String.valueOf(data[i % data.length]));
arr[i] = new String(String.valueOf(data[i % data.length])).intern();

}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("花费的时间为:" + (end - start));

try {
Thread.sleep(1000000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.gc();
}
}

StringTable垃圾回收测试

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
/**
* String的垃圾回收:
* -Xms15m -Xmx15m -XX:+PrintStringTableStatistics -XX:+PrintGCDetails
*
* @author shkstart shkstart@126.com
* @create 2020 21:27
*/
public class StringGCTest {
public static void main(String[] args) {
for (int j = 0; j < 100000; j++) {
String.valueOf(j).intern();
}
}
}

G1中的String去重操作

image-20200623104449699

image-20200623104856676

image-20200623104932399