String老问题了，搞掂你！！！

String对象创建个数

 

 

 

String类是Java中很重要的一个类，在此总结一下这个类的特别之处。下面的相关资料翻译自《java语言规范》（第三版）和《java虚拟机规范》（第二版），有的直接摘引了原文。下面的代码都是用SUN jdk1.6 javac来编译。 

 

1.String literal,这里将它翻译为字面常量，它由双引号包围的0个或多个字符组成，比如"abc","Hello World"等等。一个String字面常量总是引用相同的String实例，比如"abc","abc"两个常量引用的是同一个对象。 

程序测试： 

package testPackage;

 

class Test {

 

        public static void main(String[] args) {

 

                String hello = "Hello", lo = "lo";

 

                System.out.print((hello == "Hello") + " ");

 

                System.out.print((Other.hello == hello) + " ");

 

                System.out.print((other.Other.hello == hello) + " ");

 

                System.out.print((hello == ("Hel"+"lo")) + " ");

 

                System.out.print((hello == ("Hel"+lo)) + " ");

 

                System.out.println(hello == ("Hel"+lo).intern()); 

        } 

}

 

class Other { static String hello = "Hello"; }  

另一个包： 

package other; 

public class Other { static String hello = "Hello"; } 

输出： 

true true true true false true

 

结论有六点：

 

1)  同一个包下，同一个类中的相同的String字面常量表示对同一个String对象的引用。

 

2)  同一个包下，不同的类中的相同的String字面常量表示对同一个String对象的引用。

 

3)  不同包下，不同类中的相同String字面常量同样表示对同一个String对象的引用。

 

4)  通过常量表达式计算的String，计算在编译时进行，并将它作为String字面常量对待。

 

5)  通过连接操作得到的String（非常量表达式），连接操作是运行时进行的，会新创建对象，所以它们是不同的。

 

6)  显式的对一个计算得到的String调用intern操作，得到的结果是已经存在的相同内容的String字面常量。

 

补充说明：

 

1）像这样的问题，String str = "a"+"b"+"c"+"d";

 

运行这条语句会产生几个String对象？1个。参考上面第5条，通过常量表达式得到的String 是编译时计算的，因此执行这句话时只有"abcd"着一个String对象存在。

 

常量表达是的定义可以参考java语言规范。另例：

 

       final String str1 = "a";

 

       String str2 = str1+"b";

 

执行第二句话会有几个String对象产生？1个。因为str1是常量，所以str1+"b"也是常量表达式，在编译时计算。

 

    遇到这种问题时，不要说它依赖于具体的编译器或者虚拟机实现，因为这就是规范里有的。一般的说，java的编译器实现应该遵守《java语言规范》，而java虚拟机实现应该遵守《java虚拟机规范》。

 

 

 

2）不要这样使用字符串：

 

String str = new String("abc");

 

    参考文档中的说明：

 

String

 

public String(String original)

 

    初始化一个新创建的 String 对象，使其表示一个与参数相同的字符序列；换句话说，新创建的字符串是该参数字符串的副本。由于 String 是不可变的，所以无需使用此构造方法，除非需要 original 的显式副本。

 

参数：

 

original - 一个 String。

 

注意：无需使用此构造方法！！！ 

 

 

3)单独的说明第6点：

 

String str = new String("abc");

 

str = str.intern();

 

    当调用 intern 方法时，如果池已经包含一个等于此 String 对象的字符串（用 equals(Object) 方法确定），则返回池中的字符串引用。否则，将此 String 对象添加到池中，并返回此 String 对象的引用。

 

    很明显，在这个例子中"abc"引用的对象已经在字符串池中了，再调用intern返回的是已经存在池中内容为"abc"的字符换对象的引用。在上面的例子中也说明了这个问题。

 

2. String类的实例表示表示Unicode字符序列。String字面常量是指向String实例的引用。（字面常量是“引用”！）

 

3.String转换

 

    对于基本类型先转换为引用类型；引用类型调用toString（）方法得到String，如果该引用类型为null，转换得到的字符串为"null"。

 

4. String链接操作“+”

 

    如果“+”操作的结果不是编译期常量，将会隐式创建一个新的对象。为了提高性能，具体的实现可以采用StringBuffer,StringBuilder类对多个部分进行连接，最后再转换为String，从而避免生成再丢弃中间的String对象。为了达到共享实例的目的，编译期常量总是“interned”的。

 

例子：

 

String a = "hello ";

 

String b = a+1+2+"world!";

 

反汇编结果：

 

0:  ldc #2; //String hello

 

   2:  astore_1

 

   3:  new #3; //class java/lang/StringBuilder

 

   6:  dup

 

   7:  invokespecial #4; //Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V

 

   10: aload_1

 

   11: invokevirtual #5; //Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;

 

   14: iconst_1

 

   15: invokevirtual #6; //Method java/lang/StringBuilder.append:(I)Ljava/lang/StringBuilder;

 

   18: iconst_2

 

   19: invokevirtual #6; //Method java/lang/StringBuilder.append:(I)Ljava/lang/StringBuilder;

 

   22: ldc #7; //String world!

 

   24: invokevirtual #5; //Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;

 

   27: invokevirtual #8; //Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;

 

   30: astore_2

 

 

 

实际就是

 

String b = new StringBuilder().append(a).append(1).append(2).append("world").toString();

 

这里就使用StringBuilder来避免中间临时String对象的产生而导致性能下降。

 

    补充例子，下面的两个例子主要是对编译时常量做一个说明：

 

1)

 

String c = "c";

 

String str = "a"+"b"+c;

 

和

 

2)

 

String c = "c";

 

String str = c+"a"+"b";

 

1）中，str="a"+"b"+c;编译器分析是会把"a"+"b"作为编译时常量，生成字面常量"ab",所以实际执行这句话时，链接的是"ab"和c。实际相当于执行了

 

String str = new StringBuilder().append("ab").append(c).toString();

 

2)中，String str = c+"a"+"b";

 

编译器分析到c为变量，后面的"a"+"b"就不会作为编译时常量来运算了。

 

实际运行时相当于执行

 

String str = new StringBuilder().append(c).append("a").append("b").toString();

 

5.String对象的创建：

 

1)  包含String字面常量的类或者接口在加载时创建表示该字面常量的String对象。以下两种情况下不会创建新String对象。

 

a)   一个相同的字面常量已经出现过。

 

b)   一个相同内容的字符串已经调用了intern操作（比如经过运算产生的字符串调用intern的情形）。

 

2)  非常量表达式的字符串连接操作有时会产生表示结果的String对象。

 

3)  String字面常量来自类或接口的二进制表示中（也就是class文件中）的CONSTANT_String_info 结构。CONSTANT_String_info结构给出了构成字符串字面常量的Unicode字符序列。

 

4)  为了生成字符串字面常量，java虚拟机检查 CONSTANT_String_info结构给出的字符序列：

 

a)   如果与CONSTANT_String_info结构中给出的字符换内容相同的串实例已经调用过String.intern，得到的字符串字面常量就来自该串的同一实例。

 

b)   否则，根据CONSTANT_String_info 中的字符序列创建一个新的字符串实例，然后调用intern方法。

 

例子：一个SCJP题目

 

11. public String makinStrings() {

12. String s = “Fred”;

13. s = s + “47”;

14. s = s.substring(2, 5);

15. s = s.toUpperCase();

16. return s.toString();

17. }

How many String objects will be created when this method is invoked?

 

       答案是3个。上面已经说明，"Fred","47"是字符串字面常量，它们在在类加载时创建的。这里题目问，方法调用时（！）有多少个String对象被创建，两个字面常量自然不包括在内。3个是:"Fred47","ed4","ED4"。

 

6.String与基本类型的包装类比较

 

    相同点，它们都是不变类，使用"=="判断时可能会有类似的性质。

 

    在java 5之后，java增加了自动装箱和拆箱功能。因此，就有了这样的性质：

 

Integer i = 5;

 

Integer j = 5;

 

System.out.println(i == j);

 

结果：true.

 

   这表面上看来是和String相同点，但其实现是极为不同的。这里作为一个不同点来介绍。

 

    众所周知，自动装箱是这样实现的：

 

Integer i = 5;

 

相当于

 

Integer i = Integer.valueOf(5);//注意不是new Integer(5),这就无法满足java语言规范中的约定了，约定见本文最后

 

    而在Integer中，静态的创建了表示从-128~+127之间数据的Integer对象，这个范围之内的数进行装箱操作，只要返回相应的对象即可。因此

 

Integer i = 5;

 

Integer j = 5;

 

我们得到的是同一个对象。这是通过类库的设计来实现的。而String的共享是通过java虚拟机的直接支持来实现的，这是它们本质的不同。

 

    这是Integer类中的部分代码：

 

private static class IntegerCache {

 

   private IntegerCache(){}

 

   static final Integer cache[] = new Integer[-(-128) + 127 + 1];

 

   static {

 

       for(int i = 0; i < cache.length; i++)

 

       cache[i] = new Integer(i - 128); 

   }

 

 }

 

public static Integer valueOf(int i) {

 

   final int offset = 128;

 

   if (i >= -128 && i <= 127) { // must cache

 

       return IntegerCache.cache[i + offset];

 

   }

 

    return new Integer(i);

 

    }

 

关于基本类型的装箱，Java语言规范中有如下说明：

 

    如果被装箱的变量p为true，false，一个处于/u0000~/u007f之间的byte/char，或一个处于-128~+127之间的int/short,令r1和r2为对p的任何两个装箱操作的结果，则r1==r2总是成立的。理想的情况下，对一个基本类型变量执行装箱操作，应该总是得到一个相同的引用。但在实践中，在现存的技术条件下，这是不现实的。上面的规则是一个注重实效的折衷。

 

    最后一点，要理解java的方法调用时的传参模型：java中只有pass by value。（不明确这一点，就有乱七八糟的解释，比如典型的Java既有传值，又有传引用，String很特殊……)

 

//改变参数的值？

 

public void test(String str){

 

    str = "Hello";

 

}

 

//改变参数的值？

 

public void test(StringBuffer buffer){

 

    buffer = new StringBuffer("Hello");

 

}

 

//交换两个Integer？

 

public void swap(Integer a,Integer b){

 

    Integer temp = a;

 

    a = b;

 

    b = temp;

 

}

 

这三个方法全是没有意义的方法。

 

 

 

本文来自优快云博客，转载请标明出处：http://blog.youkuaiyun.com/ZangXT/archive/2009/05/19/4201979.aspx

 

 

 

另一位高手的总结：

s = new String("xyz");创建了几个String Object?两个对象，一个是“xyx”,一个是指向“xyx”的引用对象s。

 

String s="你好";int i=3; s=i+s; 这个表达式对吗?在java中会提示数据类型不匹配。因为string是类!正确做法: s+="3" 或者 s+='3'或者 s+=(char)i;

 

我们要引入另外一种创建String对象的方式的讨论——引号内包含文本。这种方式是String特有的，并且它与new的方式存在很大区别。

 

在JAVA虚拟机（JVM）中存在着一个字符串池，其中保存着很多String对象，并且可以被共享使用，因此它提高了效率。String a="abc";，这行代码被执行的时候，JAVA虚拟机首先在字符串池中查找是否已经存在了值为"abc"的这么一个对象，判断依据是String类equals(Object obj)方法的返回值。如果有，则不再创建新的对象，直接返回已存在对象的引用；如果没有，则先创建这个对象，然后把它加入到字符串池中，再将它的引用返回。

 

字符串对象的创建:由于字符串对象的大量使用[它是一个对象，一般而言对象总是在heap分配内存]，Java中为了节省内存空间和运行时间[如比较字符串时，==比equals()快]，在编译阶段就把所有的字符串文字放到一个文字池中，而运行时文字池成为常量池的一部分。文字池的好处，就是该池中所有相同的字符串常量被合并，只占用一个空间。我们知道，对两个引用变量，使用==判断它们的值[引用]是否相等，即指向同一个对象：

 

    现在看String s = new String("abc");语句，这里"abc"本身就是pool中的一个对象，而在运行时执行new String()时，将pool中的对象复制一份放到heap中，并且把heap中的这个对象的引用交给s持有。ok，这条语句就创建了2个String对象。

 

    String s1 = new String("abc") ;String s2 = new String("abc") ;if( s1 == s2 ){ //不会执行的语句}

 

    //创建了几个String Object? [三个，pool中一个，heap中2个。]

 

只有使用引号包含文本的方式创建的String对象之间使用“+”连接产生的新对象才会被加入字符串池中。对于所有包含new方式新建对象（包括null）的“+”连接表达式，它所产生的新对象都不会被加入字符串池中。

 

1.==表示引用自同一对象，equals（）表示值相等。

 

String str1 = "abc";引用的对象在栈（或者叫String池）中。

 

String str1 =new String ("abc"); 引用的对象在内存/堆中。

 

2.String str1 =  "string";在栈中

 

  String str3 =  "str";在栈中

 

  String str4 = "ing";在栈中

 

  String str2 = str3+str4; 在堆中，因为+号的作用是返回另外一个新建的String对象，而不是在栈中找string这个值。如果是String str2 = "str"+"ing";那最后的结果就在栈中。str1==str2为true。

 

但是有一种情况需要引起我们的注意。请看下面的代码：

 

public class StringStaticTest {      

 

    public static final String A = "ab"; // 常量A

 

    public static final String B = "cd"; // 常量B

 

    public static void main(String[] args) {

 

         String s = A + B;  // 将两个常量用+连接对s进行初始化 

 

         String t = "abcd";   

 

        if (s == t) {   

 

             System.out.println("s等于t，它们是同一个对象");   

 

         } else {   

 

             System.out.println("s不等于t，它们不是同一个对象");   

 

         }   

 

     }   

 

}  

 

这段代码的运行结果如下：

 

s等于t，它们是同一个对象

 

原因是在上面的例子中，A和B都是常量，值是固定的，因此s的值也是固定的，它在类被编译时就已经确定了。也就是说：String s=A+B;  等同于：String s="ab"+"cd";

 

我对上面的例子稍加改变看看会出现什么情况：

 

public class StringStaticTest {       

 

    public static final String A; // 常量A

 

    public static final String B;    // 常量B

 

    static {   

 

         A = "ab";   

 

         B = "cd";   

 

     }   

 

     public static void main(String[] args) {   

 

        // 将两个常量用+连接对s进行初始化   

 

         String s = A + B;   

 

         String t = "abcd";   

 

        if (s == t) {   

 

             System.out.println("s等于t，它们是同一个对象");   

 

         } else {   

 

             System.out.println("s不等于t，它们不是同一个对象");   

 

         }   

 

     }   

 

}

 

它的运行结果是这样：

 

s不等于t，它们不是同一个对象

 

只是做了一点改动，结果就和刚刚的例子恰好相反。我们再来分析一下。A和B虽然被定义为常量（只能被赋值一次），但是它们都没有马上被赋值。在运算出s的值之前，他们何时被赋值，以及被赋予什么样的值，都是个变数。因此A和B在被赋值之前，性质类似于一个变量。那么s就不能在编译期被确定，而只能在运行时被创建了。

 

最后我们再来说说String对象在JAVA虚拟机（JVM）中的存储，以及字符串池与堆（heap）和栈（stack）的关系。我们首先回顾一下堆和栈的区别：

 

栈（stack）：主要保存基本类型（或者叫内置类型）（char、byte、short、int、long、float、double、boolean）和对象的引用，数据可以共享，速度仅次于寄存器（register），快于堆。

 

堆（heap）：用于存储对象。

 

我们查看String类的源码就会发现，它有一个value属性，保存着String对象的值，类型是char[]，这也正说明了字符串就是字符的序列。当执行String a="abc";时，JAVA虚拟机会在栈中创建三个char型的值'a'、'b'和'c'，然后在堆中创建一个String对象，它的值（value）是刚才在栈中创建的三个char型值组成的数组{'a','b','c'}，最后这个新创建的String对象会被添加到字符串池中。

 

如果我们接着执行String b=new String("abc");代码，由于"abc"已经被创建并保存于字符串池中，因此JAVA虚拟机只会在堆中新创建一个String对象，但是它的值（value）是共享前一行代码执行时在栈中创建的三个char型值值'a'、'b'和'c'。

 

说到这里，我们对于篇首提出的String str=new String("abc")为什么是创建了两个对象这个问题就已经相当明了了。

 

 

 

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