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[]

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    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中

  • 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
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    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堆中

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
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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

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@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
}
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/*
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

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   /*
    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

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/**
 * 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

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/**
 * 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");
    }
}
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/**
 * 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

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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

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 * 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

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