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深入理解Java中的String

String 类我们在写代码的时候是用的最多的一种类了，那么我们有深入理解它吗？想深入理解Java中的String,那么就要分析源码

分析String源码

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    /** 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;

    /**
     * Class String is special cased within the Serialization Stream Protocol.
     *
     * A String instance is written into an ObjectOutputStream according to
     * <a href="{@docRoot}/../platform/serialization/spec/output.html">
     * Object Serialization Specification, Section 6.2, "Stream Elements"</a>
     */
    private static final ObjectStreamField[] serialPersistentFields =
        new ObjectStreamField[0];

    /**
     * Initializes a newly created {@code String} object so that it represents
     * an empty character sequence.  Note that use of this constructor is
     * unnecessary since Strings are immutable.
     */
    public String() {
        this.value = "".value;
    }

    /**
     * Initializes a newly created {@code String} object so that it represents
     * the same sequence of characters as the argument; in other words, the
     * newly created string is a copy of the argument string. Unless an
     * explicit copy of {@code original} is needed, use of this constructor is
     * unnecessary since Strings are immutable.
     *
     * @param  original
     *         A {@code String}
     */
    public String(String original) {
        this.value = original.value;
        this.hash = original.hash;
    }
    .....
复制代码

1.从源码分析，String 是一个 final 类，说明是不能被继承的类

2.String自身继承Serializable,Comparable,CharSequence三个接口,说明String也有它们3个接口的功能，可以序列号，排序，可读序列

String类代表字符串。Java程序中的所有字符串,如 "abc",实现为这个类的实例。字符串常量,它们的值在创建之后不能更改。字符串缓冲区支持可变的字符串。因为他们可以共享字符串对象是不可变的。例如:

String str = "abc";
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等价于:

char data[] = {'a', 'b', 'c'};
     String str = new String(data);
复制代码

这里有一些如何使用字符串的更多示例:

System.out.println("abc");
     String cde = "cde";
     System.out.println("abc" + cde);
     String c = "abc".substring(2,3);
     String d = cde.substring(1, 2);
复制代码

类String包括方法研究单个字符的序列,来比较字符串,搜索字符串,提取子字符串,用于创建一个字符串的副本与所有字符转换为大写或小写。情况下映射基于Unicode标准版Character指定的类。

Java语言提供特殊支持字符串连接操作符(+),和其他对象转换成字符串。字符串连接实现通过StringBuilder(或StringBuffer)类及其append方法。toString字符串转换是通过实现的方法,定义为Object和继承的所有Java类

除非另外注明,null参数传递给这个类的构造函数或方法将导致NullPointerException抛出。

分析方法

public String concat(String str) {
        int otherLen = str.length();
        if (otherLen == 0) {
            return this;
        }
        int len = value.length;
        char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);
        str.getChars(buf, len);
        return new String(buf, true);
    }
    
    
public String replace(char oldChar, char newChar){
        if (oldChar != newChar) {
            int len = value.length;
            int i = -1;
            char[] val = value; /* avoid getfield opcode */

            while (++i < len) {
                if (val[i] == oldChar) {
                    break;
                }
            }
            if (i < len) {
                char buf[] = new char[len];
                for (int j = 0; j < i; j++) {
                    buf[j] = val[j];
                }
                while (i < len) {
                    char c = val[i];
                    buf[i] = (c == oldChar) ? newChar : c;
                    i++;
                }
                return new String(buf, true);
            }
        }
        return this;
    }
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可以看到一些方法concat，replace都是自身的操作，发现到最后都是从新生成一个String对象，也就是说最原始的对象还是存在的。

所以可以得到一个结论：String类一旦创建就不会改变，对String对象做任何操作都会影响原始数据，相关的方法会创建一个新的String对象。

常量池

在 JAVA 语言中有8中基本类型和一种比较特殊的类型String。这些类型为了使他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。常量池就类似一个JAVA系统级别提供的缓存。8种基本类型的常量池都是系统协调的，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。

2.如果不是用双引号声明的String对象，可以使用String提供的intern方法。intern 方法会从字符串常量池中查询当前字符串是否存在，若不存在就会将当前字符串放入常量池中

String s1 = "abc";
String s2 = "abc";
System.out.println(s1==s2);
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结果是 true ；

采用字面值的方式创建一个字符串时，JVM首先会去字符串池中查找是否存在"abc"这个对象，如果不存在，则在字符串常量池中创建"abc"这个对象，然后将池中"abc"这个对象的引用地址返回给"abc"对象的引用s1，这样s1会指向字符串常量池中"abc"这个字符串对象；如果存在，则不创建任何对象，直接将池中"abc"这个对象的地址返回，赋给引用s2。因为s1、s2都是指向同一个字符串池中的"abc"对象，所以结果为true。

String s3 = new String("xyz");
String s4 = new String("xyz");
System.out.println(s3==s4);
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结果是 false

采用new关键字新建一个字符串对象时，JVM首先在字符串池中查找有没有"xyz"这个字符串对象，如果有，则不在池中再去创建"xyz"这个对象了，直接在堆中创建一个"xyz"字符串对象，然后将堆中的这个"xyz"对象的地址返回赋给引用s3，这样，s3就指向了堆中创建的这个"xyz"字符串对象；如果没有，则首先在字符串池中创建一个"xyz"字符串对象，然后再在堆中创建一个"xyz"字符串对象，然后将堆中这个"xyz"字符串对象的地址返回赋给s3引用，这样，s3指向了堆中创建的这个"xyz"字符串对象。s4则指向了堆中创建的另一个"xyz"字符串对象。s3 、s4是两个指向不同对象的引用，结果当然是false。！

Intern的实现原理

/**
     * Returns a canonical representation for the string object.
     * <p>
     * A pool of strings, initially empty, is maintained privately by the
     * class {@code String}.
     * <p>
     * When the intern method is invoked, if the pool already contains a
     * string equal to this {@code String} object as determined by
     * the {@link #equals(Object)} method, then the string from the pool is
     * returned. Otherwise, this {@code String} object is added to the
     * pool and a reference to this {@code String} object is returned.
     * <p>
     * It follows that for any two strings {@code s} and {@code t},
     * {@code s.intern() == t.intern()} is {@code true}
     * if and only if {@code s.equals(t)} is {@code true}.
     * <p>
     * All literal strings and string-valued constant expressions are
     * interned. String literals are defined in section 3.10.5 of the
     * <cite>The Java™ Language Specification</cite>.
     *
     * @return  a string that has the same contents as this string, but is
     *          guaranteed to be from a pool of unique strings.
*/
    public native String intern();
复制代码

String#intern方法中看到，这个方法是一个 native 的方法，但注释写的非常明了。“ 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(oject)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，并返回此String对象的引用。