简单String源码分析

最新推荐文章于 2024-10-02 16:44:38 发布

jiking233

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分类专栏： java

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由于水平问题只能对String能够理解的部分进行简单说明。

一、String的类声明

String的类声明部分的代码：

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence

String类加了final声明，也就意味着String不能被继承，其将类声明为final的主要作用是：

由于String类不能被继承，所以就不会没修改，这就避免了因为继承引起的安全隐患，因为java很多方法都是“本地方法调用”，如果重写了这些方法就可能对系统进行恶意攻击。
String类在程序中出现的频率比较高，如果为了避免安全隐患，在它每次出现时都用final来修饰，这无疑会降低程序的执行效率，所以干脆直接将其设为final以提高效率（在使用final修饰方法的时候，编译器会将被final修饰过的方法插入到调用者代码处，提高运行速度和效率）。

String类实现了Serializable使得String可以进行序列化

String类实现了Comparable接口，Comparable接口主要有一个compareTo()方法，这个方法主要用于两个实例之间的比较，方便与String在集合中进行排序。

String实现了CharSequence，代表String是一个可读的字符序列，String, StringBuilder和StringBuffer本质上都是通过字符数组实现的，他们都实现了CharSequence接口，为外部提供了对于他们的内部字符数组的统一读取方法。

二、String成员变量

String成员变量有三个：

/** The value is used for character storage. */
    private final char value[];

    /** Cache the hash code for the string */
    private int hash; // Default to 0

    /** use serialVersionUID from JDK 1.0.2 for interoperability */
    private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;
    
    private static final ObjectStreamField[] serialPersistentFields =
        new ObjectStreamField[0];

其中比较重要的是value[],它的作用就是用来保存String的值。它是由final修饰，也就是说不能修改value指向的char数组，但是能够修改value[]数组保存的值。但是String并没有对外提供修改value的方法，并且String 类使用final声明，也就是说我们无法修改value的值。这也就确保了String一经创建他的值就无法修改。

serialVersionUID和serialPersistentFields是序列化时使用的

三、String方法

string的方法有很多，其方法大部分都是对于value进行操作，这里挑几个方法来看一下

1.hashCode方法

public int hashCode() {
        int h = hash;
        if (h == 0 && value.length > 0) {
            char val[] = value;

            for (int i = 0; i < value.length; i++) {
                h = 31 * h + val[i];
            }
            hash = h;
        }
        return h;
    }

String的hashCode是由value的值来决定的，String的值相同他们的hashCode也相同。这里使用31作为乘积有一下原因：

a.31是质子数中一个“不大不小”的存在，如果你使用的是一个如2的较小质数，那么得出的乘积会在一个很小的范围，很容易造成哈希值的冲突。而如果选择一个100以上的质数，得出的哈希值会超出int的最大范围，这两种都不合适。而如果对超过 50,000 个英文单词（由两个不同版本的 Unix 字典合并而成）进行 hash code 运算，并使用常数 31, 33, 37, 39 和 41 作为乘子，每个常数算出的哈希值冲突数都小于7个（国外大神做的测试），那么这几个数就被作为生成hashCode值得备选乘数了。

b.JVM里最有效的计算方式就是进行位运算了：

左移 << : 左边的最高位丢弃，右边补全0（把 << 左边的数据*2的移动次幂）。
右移 >> : 把>>左边的数据/2的移动次幂。
无符号右移 >>> : 无论最高位是0还是1，左边补齐0。

所以： 31 * i = (i << 5) - i（左边 312=62,右边 22^5-2=62） - 两边相等，JVM就可以高效的进行计算

2.实现了Comparable的conpareTo方法

方法实现比较简单，逐个比较字符数组中的值然后返回结果。

   public int compareTo(String anotherString) {
        int len1 = value.length;
        int len2 = anotherString.value.length;
        int lim = Math.min(len1, len2);
        char v1[] = value;
        char v2[] = anotherString.value;

        int k = 0;
        while (k < lim) {
            char c1 = v1[k];
            char c2 = v2[k];
            if (c1 != c2) {
                return c1 - c2;
            }
            k++;
        }
        return len1 - len2;
    }

3.intern方法

intern方法的作用是返回字符串对象的规范化表示形式，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（该对象由 equals(Object) 方法确定），则返回池中的字符串。否则，将此 String 对象添加到池中，并且返回此 String 对象的引用。，native关键字标注的方法就表示是本地调用方法，方法体里面没有显示实现，它是不是由java实现的。

public native String intern();