java String类详解

1.String类的数据结构与特点

String类是通过char数组来保存数据的。

String类由final修饰，无法被继承，内部方法同理也无法重写。

String类由final修饰的原因：①避免线程不安全的问题；②为了避免安全隐患，如果每一次使用String都在前面加上final使用的不好会导致性能问题，干脆就做成final类，放在常量池实现数据共享，节省资源，提高效率，可以在JVM里做很多优化。

 

2.字符串常量池

作用：为了节省资源空间，避免相同的字符串的重复创建，同时也省去了重复创建的时间提升了性能。

创建字符串：创建字符串时JVM会检查常量池中是否存在该字符串，已存在就直接返回字符串的引用，不存在的就在常量池中创建该字符串。

*常量池：常量池分为静态常量池与运行时常量池。

静态常量池顾名思义就是在*.class文件中的字面量，也包括类和方法的信息。

运行时常量池又称字符串常量池，就是将类装载之后，class文件中的常量池会载入到内存中，具体位置在不同的java版本会有不同。

jdk1.6中，运行时常量池是在方法区中，属于“永久代”。

jdk1.7中，运行时常量池被移除方法区，放在java堆中。

jdk1.8中，取消了“永久代”，将运行时常量池放在元空间，独立于堆。

取消永久代的原因：

（1）字符串存在永久代中，容易出现性能问题和内存溢出。

（2）类及方法的信息等比较难确定其大小，因此对于永久代的大小指定比较困难，太小容易出现永久代溢出，太大则容易导致老年代溢出。

（3）永久代会为 GC 带来不必要的复杂度，并且回收效率偏低。

元空间的本质和永久代类似，都是对JVM规范中方法区的实现。不过元空间与永久代之间最大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。因此，默认情况下，元空间的大小仅受本地内存限制，但可以通过以下参数来指定元空间的大小

3.字符串的创建，以及字符串存储的位置。

String s1 = "sssss"; //直接保存在字符串常量池中；

String s2 = new String("sssss"); //堆中创建对象，常量池中有对应的常量。

用这种方式创建字符串时，首先也是检查字符串常量池中是否存在相应的字符串，没有则在堆中直接创建，返回堆的地址。如果常量池中存在对于的字符串，则通过复制的方式，将字符串拷贝一份在堆中，返回在堆中的地址。

String s3 = s1 + s2; //程序运行时创建，只存放在堆区。

String s4 = "sss" + "sss"; //编译时创建，存放在字符串常量池中。

toString()方法只会在堆中创建字符串对象。

intern()方法在堆上创建对象，在常量池创建引用。（1.7版本，1.7之前的只在常量池创建）

4.String.intern()方法详解

intern到底做了些什么？

intern用来返回运行时常量池中的某字符串，如果运行时常量池中已经存在该字符串，则直接返回运行时常量池中该对象的引用。否则，在常量池中加入该对象，然后 返回引用。

java1.7前后版本intern的区别？

① jdk1.6中字符串常量池存放在方法区”永久带“中，当使用intern()方法时，intern先判断常量池中是否存在该常量，存在直接返回该引用；不存在则先将字符串复制到常量池中，再返回常量池中的该字符串引用。

② jdk1.7之后，intern会先判断常量池中是否存在当前字符串，不存在时不会将当前字符串复制到常量池，只是将当前字符串的引用放在常量池。如果存在，也不会改变存在的引用，以及只会保存首次存储的字符串的引用。

什么时候会用到intern()？

String.intern()方法可以用来处理在Java中字符串的重复问题。通过使用intern()方法，可以节省大量由重复字符串对象消耗的堆内存。

5.String的加法操作

String c = "xx" + "yy " + a + "zz" + "mm" + b; 实质上的实现过程是：

String c = new StringBuilder("xxyy").append(a).append("zz").append("mm").append(b).toString();

之所以这么做的原因是因为：

非常量字符串相加时，由于相加的变量中存放的是字符串的地址引用，在编译时无法确切地知道其具体的值，也就没有办法对其进行优化处理，这时为了达到连接的效果，其内部采用了 StringBuilder 的机制进行处理，实际上是产生了一个StringBuilder对象通过append累加后用toString()方法产生String对象，上面提到，toString方法只会在堆中创建字符串对象。

而常量之间的相加，比如String d = "sss" + "ssa";不会有类似的问题，编译器会对这些进行优化。

6.String，StringBuffer与StringBuilder的区别

String一旦创建对象，该对象就不可变，即每次修改都是重新创建一个新的对象，再将引用指向新的对象。

StringBuffer和StringBuilder都是可变的，可变就意味着可能出现线程不安全的问题，而StringBuffer中的方法大多是采用synchronized关键字修饰，是线程安全的，单页同样意味着在非多线程情况下的性能问题。StringBuilder是非线程安全的。

一般情况下，String适用于少量的字符串操作，StringBuilder适合单线程下的大量字符串操作，StringBuffer适合多线程下的大量字符串操作。

7.String的==和equal

==作用于基础数据类型，是比较值是否相同；作用于引用类型是比较引用指向的地址是否相同。（即是否指向同一个对象）

equal是Object类的方法，String重写了equal方法，比较所指向的字符串的值是否相等。

其他如Double，Date，Integer都是如此。