想要Java面試過關，不能不深刻了解String類

    String類在java中被大量運用，甚至在class文件中都有其身影，因此將其設計爲簡單輕便的非可變類是比較合適的。

 

一、創建。
     好了，知道String是非可變類以後，我們可以進一步瞭解String的構造方式了。創建一個Stirng對象，主要就有以下兩種方式：
java 代碼

1. String str1 = new String("abc");
2. Stirng str2 = "abc";

    雖然兩個語句都是返回一個String對象的引用，但是jvm對兩者的處理方式是不一樣的。對於第一種，jvm會馬上在heap中創建一個String對象，然後將該對象的引用返回給用戶。對於第二種，jvm首先會在內部維護的strings pool中通過String的 equels 方法查找是對象池中是否存放有該String對象，如果有，則返回已有的String對象給用戶，而不會在heap中重新創建一個新的String對象；如果對象池中沒有該String對象，jvm則在heap中創建新的String對象，將其引用返回給用戶，同時將該引用添加至strings pool中。注意：使用第一種方法創建對象時，jvm是不會主動把該對象放到strings pool裏面的，除非程序調用 String的intern方法。看下面的例子：
java 代碼

1. String str1 = new String("abc"); //jvm 在堆上創建一個String對象
2.
3. //jvm 在strings pool中找不到值爲“abc”的字符串，因此
4. //在堆上創建一個String對象，並將該對象的引用加入至strings pool中
5. //此時堆上有兩個String對象
6. Stirng str2 = "abc";
7.
8. if(str1 == str2){
9. System.out.println("str1 == str2");
10. }else{
11. System.out.println("str1 != str2");
12. }
13. //打印結果是 str1 != str2,因爲它們是堆上兩個不同的對象
14.
15. String str3 = "abc";
16. //此時，jvm發現strings pool中已有“abc”對象了，因爲“abc”equels “abc”
17. //因此直接返回str2指向的對象給str3，也就是說str2和str3是指向同一個對象的引用
18. if(str2 == str3){
19. System.out.println("str2 == str3");
20. }else{
21. System.out.println("str2 != str3");
22. }
23. //打印結果爲 str2 == str3

 

再看下面的例子：
java 代碼

1. String str1 = new String("abc"); //jvm 在堆上創建一個String對象
2.
3. str1 = str1.intern();
4. //程序顯式將str1放到strings pool中，intern運行過程是這樣的：首先查看strings pool
5. //有沒“abc”對象的引用，沒有，則在堆中新建一個對象，然後將新對象的引用加入至
6. //strings pool中。執行完該語句後，str1原來指向的String對象已經成爲垃圾對象了，隨時會
7. //被GC收集。
8.
9. //此時，jvm發現strings pool中已有“abc”對象了，因爲“abc”equels “abc”
10. //因此直接返回str1指向的對象給str2，也就是說str2和str1引用着同一個對象，
11. //此時，堆上的有效對象只有一個。
12. Stirng str2 = "abc";
13.
14. if(str1 == str2){
15. System.out.println("str1 == str2");
16. }else{
17. System.out.println("str1 != str2");
18. }
19. //打印結果是 str1 == str2
20.

 

爲什麼jvm可以這樣處理String對象呢？就是因爲String的非可變性。既然所引用的對象一旦創建就永不更改，那麼多個引用共用一個對象時互不影響。

二、串接（Concatenation）。
    java程序員應該都知道濫用String的串接操作符是會影響程序的性能的。性能問題從何而來呢？歸根結底就是String類的非可變性。既然 String對象都是非可變的，也就是對象一旦創建了就不能夠改變其內在狀態了，但是串接操作明顯是要增長字符串的，也就是要改變String的內部狀態，兩者出現了矛盾。怎麼辦呢？要維護String的非可變性，只好在串接完成後新建一個String 對象來表示新產生的字符串了。也就是說，每一次執行串接操作都會導致新對象的產生，如果串接操作執行很頻繁，就會導致大量對象的創建，性能問題也就隨之而來了。
    爲了解決這個問題，jdk爲String類提供了一個可變的配套類，StringBuffer。使用StringBuffer對象，由於該類是可變的，串接時僅僅時改變了內部數據結構，而不會創建新的對象，因此性能上有很大的提高。針對單線程，jdk 5.0還提供了StringBuilder類，在單線程環境下，由於不用考慮同步問題，使用該類使性能得到進一步的提高。

三、String的長度
    我們可以使用串接操作符得到一個長度更長的字符串，那麼，String對象最多能容納多少字符呢？查看String的源代碼我們可以得知類String中是使用域 count 來記錄對象字符的數量，而count 的類型爲 int，因此，我們可以推測最長的長度爲 2^32，也就是4G。
不過，我們在編寫源代碼的時候，如果使用 Sting str = "aaaa";的形式定義一個字符串，那麼雙引號裏面的ASCII字符最多只能有 65534 個。爲什麼呢？因爲在class文件的規範中， CONSTANT_Utf8_info表中使用一個16位的無符號整數來記錄字符串的長度的，最多能表示 65536個字節，而java class 文件是使用一種變體UTF-8格式來存放字符的，null值使用兩個字節來表示，因此只剩下 65536－ 2 ＝ 65534個字節。也正是變體UTF-8的原因，如果字符串中含有中文等非ASCII字符，那麼雙引號中字符的數量會更少（一箇中文字符佔用三個字節）。如果超出這個數量，在編譯的時候編譯器會報錯。

對String類的理解網上有很多的資料，個人覺得很多都是錯誤的，錯誤的解釋危害性更大。所以爲了解釋清楚，就來看代碼，代碼運行出的結果纔是最具有說服力的。說明：以下都是個人的理解，歡迎指正。
Java代碼 複製代碼

1. public class StringTest {
2. public static void main(String[] args) {
3. String str1 = new String("abc");
4.
5. String str2 = "abc";
6.
7. if (str1 == str2) {
8. System.out.println("str1 == str2");
9. } else {
10. System.out.println("str1 != str2");
11. }
12.
13. String str3 = "abc";
14. if (str2 == str3) {
15. System.out.println("str2 == str3");
16. } else {
17. System.out.println("str2 != str3");
18. }
19.
20. str1 = str1.intern();
21.
22. if (str1 == str2) {
23. System.out.println("str1 == str2");
24. } else {
25. System.out.println("str1 != str2");
26. }
27.
28. String str4 = new String("abc");
29. str4 = str4.intern();
30.
31. if (str1 == str4) {
32. System.out.println("str1 == str4");
33. } else {
34. System.out.println("str1 != str4");
35. }
36. }
37.
38. }

運行結果：

str1 != str2
str2 == str3
str1 == str2
str1 == str4

看看運行結果後，給出我自己的理解說明：

1、String有一個所謂的String pool，這是一個什麼東西呢，我理解是它是堆（heap）上特殊的一個空間（我叫它特殊堆）。注意它也是在堆上。

2、產生String類型的對象有兩種方法，那麼這兩種方法有什麼區別呢？我的理解是String str = “abc”是先用equals方法（String類覆蓋了equals方法）判斷這個特殊堆（String pool）是否有abc，有則將原來在棧中指向abc的引用賦值給str，否則就在這個特殊堆（String pool）上創建一個abc對象。String str2 = new String（"abc"）則是在普通堆上創建abc對象。所以str和str2是指向不同的對象，它們是不同的。

3、String有個intern()方法，這個方法是個本地方法，當用String str2 = new String（"abc"）來創建對象時，它相當於告訴JVM，我這個abc對象是放在特殊堆（String pool）上的。所以第三個打印結果是相等的。

4、需要注意的一點：String是final類，它是恆定類，一旦創建就無法改變，所以用intern()方法是重新在String pool中創建了一個新的對象。

 

關於String更詳細的講解，詳見《跟我學Java26日通》視頻教程