java string 内存_理解java字符串内存分配及常用操作

从数据类型可知 Java 语言中并没有字符串类型数据。那么字符串又是什么类型呢？Java 标准库中提供了一个预定义类 String，编译器将每个用双引号包裹的不同字符串都实现一个 String 类的一个实例。

一、字符串内存存储

1.字符串实例

既然字符串是个 String 类实例，那么每初始化一个字符串变量就会在堆中创建一个字符串对象，并同时在栈中声明一个变量值指向堆中的对象。初始化几个字符串：

String str1 = "hello";String str2 = "world";String str3 = str2;

内存存储方式如图：

从图中可知变量 str1、str2、str3 保存的是 String 对象的引用地址。地址在内存中是个指针也就是整型，当用 == 判断字符串对象是否相同时，实际比较的是地址值。

System.out.println(str1 == str2); // falseSystem.out.println(str2 == str3); // true

如图：

我们都知道类可以通过 new 来创建其实例，那么 String 类当然也可以，而且 new 创建的实例都会重新开辟内存空间。如：

String str1 = "hello";String str2 = "hello";String str3 = new String("hello");System.out.println(str1 == str2); // trueSystem.out.println(str2 == str3); // false

对应的内存存储方式：

打印下他们的比较值：

从上面的现象可知字符串 == 比较，实际上比较的是字符串的地址值，如果要比较字符串的存储值呢？String 类提供有比较方法 equals()：

String str1 = "hello";String str2 = "hello";String str3 = new String("hello");System.out.println(str1.equals(str2)); // trueSystem.out.println(str2.equals(str3)); // true

如图：

由此可知字符串比较：

==：比较的是地址值，属于数值比较。

equals()：比较的是字符串内容，属于内容比较。

2.字符串匿名对象，字符串常量

我们知道编译器会将双引号包裹的字符串解析成 String 对象，那么一个未赋值给变量的字符串也一样具备 String 类定义的方法，如：

String str1 = "hello";System.out.println("hello".equals(str1)); // true

这个未赋值给变量的 "hello" 就是个匿名 String 对象，也可称为字符串常量。因为在编译时就能确定它的值，且这个值不会改变。

从第 4 章变量的内存分配可知，JVM 将内存划分为：Method Area(方法区)、Heap(堆)、JVM Stack(JVM 栈)、Native Method Stack(本地方法栈)、Program Counter Register(程序计数器)。根据各区块的定义字符串常量应当是存放在方法区中，实际是方法区中运行时常量池(Runtime Constant Pool)的驻留字符串(Interned Strings)位置。

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如下，通过字符串字面值创建字符串对象：

String s = "hello";

在 JDK 1.6 及以前版本会在字符串常量池中查找有没相同值的字符串，有直接返回其引用，没有则创建新的字符串对象后返回其引用。而在 1.7 及以后版本中，字符串对象第一次创建时先在堆中被创建，然后会在字符串常量池中创建一个引用指向堆中的对象，所以字符串常量池中保存的都是引用地址。所以通过字符串字面值创建字符串对象时，只要内容一致，内存中只会保留一个对象，常量池中也仅会有一个引用地址。

通过 New String() 方式创建的字符串对象，常量池中并没有保存其引用。不过 String 类提供了一个入池的方法 intern()。通过调用 intern() 方法会先判断常量池中有没值相同的字符串引用，有则直接返回引用地址，没有则复制当前字符串的引用并返回。方法原文注释：

When the intern method is invoked, if the pool already contains astring equal to this {@code String} object as determined bythe {@link #equals(Object)} method, then the string from the pool isreturned. Otherwise, this {@code String} object is added to thepool and a reference to this {@code String} object is returned.

看下面这段代码：

上面说到字符串常量池存储方式有所改变，JDK 1.6 及以前版本返回：false、false，JDK 1.7 及以后版本返回：false、ture。下面说下这个代码的意思(1.7 以后版本)：

1.编译执行字符串常量 "hello"，在堆中创建 "hello" 字符串对象，在常量池中保存其引用。2.创建字符串 s1，在堆中创建一个新 "hello" 字符串对象，在栈中创建变量 s1 指向新串。3.执行 s1.intern()，先在常量池中查找有无值相同的(equals)引用。这里已经存中，直接返回引用地址。4.赋值 s2，先在常量池中查找有无值相同的字符串引用，有直接返回引用地址，这里已经有 "hello" 了，返回第1步中的引用地址给变量 s2。5.比较 s1 == s2，地址不同所以返回 false。6.创建字符串对象 s3，忽略 "hello"、" world"，先在堆中创建 "hello world" 对象，在栈中创建其引用变量 s3。7.执行 s3.intern()，先在常量池中查找有无值相同的引用。这里没有，所以把 s3 对象的引用放入常量池。8.赋值 s4，先在常量池中查找有无值相同的字符串引用，有直接返回引用地址。这里第 7 步已经创建了，直接返回 s3 对象的引用地址。9.比较 s3 == s4，引用地址相同所以返回 true。

根据上面步骤不难理解为何结果是 false、true。这里还有个坑需要注意下，把 "hello world" 换成 "java" ，如下：

按照前面讲的这里也应该返回 true 才对，为什么是个 false？这里返回 false 那肯定是字符串 "java" 已经被加载过了。常量池在初始化的时候会内置一些字符串常量进去，在 rt.jar 里面已经用到了 "java" 这个字符串，所以二图中 s4 指向的是常量池的引用地址，s3 是 new 出的新字符串肯定不同，所以是 false。

二、常用字符串操作

既然字符串都是 String 类的实例，那么所有的字符串操作都可以通过 String 类中的方法进行。

1.字符串比较

2.字符串拼接

3.字符串截取

4.字符串转换

5.字符串查找

6.字符串替换

7.字符串拆分

8.字节与字符串

9.其他