作者：NiceCui

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• 日期：2017-12-15

1. String 介紹，常用方法源碼分析

2. String 常量池分析

• 常用方法

equals

trim

replace

concat

split

startsWith 和 endsWith

substring

toUpperCase() 和 toLowerCase()

compareTo

• String 介紹

String類被final所修飾，也就是說String對象是不可變量，并發程序最喜歡不可變量了。String類實現了Serializable, Comparable, CharSequence接口。

從一段代碼說起：

public void stringTest(){String a = "a"+"b"+1;String b = "ab1";System.out.println(a == b); }

大家猜一猜結果如何？如果你的結論是true。好吧，再來一段代碼：

public void stringTest(){String a = new String("ab1");String b = "ab1";System.out.println(a == b); }

結果如何呢？正確答案是false。

讓我們看看經過編譯器編譯后的代碼如何

//第一段代碼 public void stringTest() {String a = "ab1";String b = "ab1";System.out.println(a == b); } //第二段代碼 public void stringTest() {String a1 = new String("ab1");String b = "ab1";System.out.println(a1 == b); }

也就是說第一段代碼經過了編譯期優化，原因是編譯器發現"a"+"b"+1和"ab1"的效果是一樣的，都是不可變量組成。但是為什么他們的內存地址會相同呢？如果你對此還有興趣，那就一起看看String類的一些重要源碼吧。

• 源碼

一、 String屬性

String類中包含一個不可變的char數組用來存放字符串，一個int型的變量hash用來存放計算后的哈希值。

/** 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;

二、 String構造函數

//不含參數的構造函數，一般沒什么用，因為value是不可變量 public String() {this.value = new char[0]; }//參數為String類型 public String(String original) {this.value = original.value;this.hash = original.hash; }//參數為char數組，使用java.utils包中的Arrays類復制 public String(char value[]) {this.value = Arrays.copyOf(value, value.length); }//從bytes數組中的offset位置開始，將長度為length的字節，以charsetName格式編碼，拷貝到value public String(byte bytes[], int offset, int length, String charsetName)throws UnsupportedEncodingException {if (charsetName == null)throw new NullPointerException("charsetName");checkBounds(bytes, offset, length);this.value = StringCoding.decode(charsetName, bytes, offset, length); }//調用public String(byte bytes[], int offset, int length, String charsetName)構造函數 public String(byte bytes[], String charsetName)throws UnsupportedEncodingException {this(bytes, 0, bytes.length, charsetName); }

三、 String常用方法

1. equals

boolean equals(Object anObject)public boolean equals(Object anObject) {//如果引用的是同一個對象，返回真if (this == anObject) {return true;}//如果不是String類型的數據，返回假if (anObject instanceof String) {String anotherString = (String) anObject;int n = value.length;//如果char數組長度不相等，返回假if (n == anotherString.value.length) {char v1[] = value;char v2[] = anotherString.value;int i = 0;//從后往前單個字符判斷，如果有不相等，返回假while (n-- != 0) {if (v1[i] != v2[i])return false;i++;}//每個字符都相等，返回真return true;}}return false; } String e1 = "good"; String e2 = "good everyDay"; e1.equals(e2); // 返回 false

• 1 首先判斷是否 引用同一個對象 == 也就是判斷 這兩個引用的 內存地址是否相同，如果相同 直接返回 true
• 2 會判斷是否類型 相同，是否是同一種數據類型
• 3 類型 相同 就會比較 轉換成的 字符 數組的長度 是否相同

• 4 從后往前 比較 每一個字符 是否 相同

• 判斷順序 =》 1.內存地址 2.數據類型 3.字符數組長度 4.單個字符比較

2. compareTo

int compareTo(String anotherString)public int compareTo(String anotherString) {//自身對象字符串長度len1int len1 = value.length;//被比較對象字符串長度len2int len2 = anotherString.value.length;//取兩個字符串長度的最小值limint lim = Math.min(len1, len2);char v1[] = value;char v2[] = anotherString.value;int k = 0;//從value的第一個字符開始到最小長度lim處為止，如果字符不相等，返回自身（對象不相等處字符-被比較對象不相等字符）while (k < lim) {char c1 = v1[k];char c2 = v2[k];if (c1 != c2) {return c1 - c2;}k++;}//如果前面都相等，則返回（自身長度-被比較對象長度）return len1 - len2; } String co1 = "hello" ; String co2 = "hello"; String co3 = "hello you";System.out.println(co1.compareTo(co2)); // 0 System.out.println(co1.compareTo(co3)); // -4

• 這個方法寫的很巧妙，先從0開始判斷字符大小。
• 如果兩個對象能比較字符的地方比較完了還相等，就直接返回自身長度減被比較對象長度，如果兩個字符串長度相等，則返回的是0，巧妙地判斷了三種情況。

3.hashCode

int hashCode()public int hashCode() {int h = hash;//如果hash沒有被計算過，并且字符串不為空，則進行hashCode計算if (h == 0 && value.length > 0) {char val[] = value;//計算過程//s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1]for (int i = 0; i < value.length; i++) {h = 31 * h + val[i];}//hash賦值hash = h;}return h; } String a = "toyou"; char val[] = a.toCharArray(); char c1 = 't'; char c2 = 'a'; int f = c1; int e = c2;System.out.println(e); // 97 a System.out.println(f); // 116 t System.out.println(31*val[0]); // 3596 System.out.println(31*c1); // 3596// hashCode 計算中 因為char 字符可以自動轉換成對應的 int 整形

• String類重寫了hashCode方法，Object中的hashCode方法是一個Native調用。
• String類的hash采用多項式計算得來，我們完全可以通過不相同的字符串得出同樣的hash，所以兩個String對象的hashCode相同，并不代表兩個String是一樣的。
• 同一個String 對象 hashCode 一定相同， 但是 hashCode相同 ，不一定是同一個對象

4.startsWith

boolean startsWith(String prefix,int toffset)public boolean startsWith(String prefix, int toffset) {char ta[] = value;int to = toffset;char pa[] = prefix.value;int po = 0;int pc = prefix.value.length;// Note: toffset might be near -1>>>1.//如果起始地址小于0或者（起始地址+所比較對象長度）大于自身對象長度，返回假if ((toffset < 0) || (toffset > value.length - pc)) {return false;}//從所比較對象的末尾開始比較while (--pc >= 0) {if (ta[to++] != pa[po++]) {return false;}}return true; }public boolean startsWith(String prefix) {return startsWith(prefix, 0); }public boolean endsWith(String suffix) {return startsWith(suffix, value.length - suffix.value.length); } String d = "www.58fxp.com";System.out.println(d.startsWith("www")); // trueSystem.out.println(d.endsWith("com")); // true

• 起始比較和末尾比較都是比較經常用得到的方法，例如在判斷一個字符串是不是http協議的，或者初步判斷一個文件是不是mp3文件，都可以采用這個方法進行比較。

5.concat

String concat(String str)public String concat(String str) {int otherLen = str.length();//如果被添加的字符串為空，返回對象本身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); } String cat = "much";String newcat = cat.concat(" yes"); // much yes

• concat方法也是經常用的方法之一，它先判斷被添加字符串是否為空來決定要不要創建新的對象。
• 1 如果 拼接的字符 長度為0 直接返回 原字符對象
• 2 拼接的字符 不為空 返回 新的 字符對象
• 判斷字符長度 生成新對象

6.replace

String replace(char oldChar,char newChar)public String replace(char oldChar, char newChar) {//新舊值先對比if (oldChar != newChar) {int len = value.length;int i = -1;char[] val = value; /* avoid getfield opcode *///找到舊值最開始出現的位置while (++i < len) {if (val[i] == oldChar) {break;}}//從那個位置開始，直到末尾，用新值代替出現的舊值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; } String r1 = "how do you do";String r2 = r1.replace("do","is"); System.out.println(r2); // how is you is

• 這個方法也有討巧的地方，例如最開始先找出舊值出現的位置，這樣節省了一部分對比的時間。
• replace(String oldStr,String newStr)方法通過正則表達式來判斷。

7.trim

String trim()public String trim() {int len = value.length;int st = 0;char[] val = value; /* avoid getfield opcode *///找到字符串前段沒有空格的位置while ((st < len) && (val[st] <= ' ')) {st++;}//找到字符串末尾沒有空格的位置while ((st < len) && (val[len - 1] <= ' ')) {len--;}//如果前后都沒有出現空格，返回字符串本身return ((st > 0) || (len < value.length)) ? substring(st, len) : this; } String t1 = " public void "; // 前后各一個空格System.out.println("t1:"+t1.length()); // 13 帶空格長度String t2 = t1.trim();System.out.println("t2:"+t2.length()); // 11 去掉空格System.out.println(t2);

8.intern

String intern()public native String intern(); String dd = new String("bb").intern();

• intern方法是Native調用，它的作用是在方法區中的常量池里通過equals方法尋找等值的對象，
• 如果沒有找到則在常量池中開辟一片空間存放字符串并返回該對應String的引用，否則直接返回常量池中已存在String對象的引用。
• 可以為new方法創建的 字符對象 也去強制查看常量池 是否已存在

將引言中第二段代碼

//String a = new String("ab1"); //改為 String a = new String("ab1").intern();

• 則結果為為真，原因在于a所指向的地址來自于常量池，而b所指向的字符串常量默認會調用這個方法，所以a和b都指向了同一個地址空間。

int hash32()private transient int hash32 = 0; int hash32() {int h = hash32;if (0 == h) {// harmless data race on hash32 here.h = sun.misc.Hashing.murmur3_32(HASHING_SEED, value, 0, value.length);// ensure result is not zero to avoid recalcingh = (0 != h) ? h : 1;hash32 = h;}return h; }

• 在JDK1.7中，Hash相關集合類在String類作key的情況下，不再使用hashCode方式離散數據，而是采用hash32方法。
• 這個方法默認使用系統當前時間，String類地址，System類地址等作為因子計算得到hash種子，通過hash種子在經過hash得到32位的int型數值。

public int length() {return value.length; } public String toString() {return this; } public boolean isEmpty() {return value.length == 0; } public char charAt(int index) {if ((index < 0) || (index >= value.length)) {throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);}return value[index]; }

以上是一些簡單的常用方法。

總結

• String對象是不可變類型，返回類型為String的String方法每次返回的都是新的String對象，除了某些方法的某些特定條件返回自身。

• String對象的三種比較方式：

• ==內存比較：直接對比兩個引用所指向的內存值，精確簡潔直接明了。

• equals字符串值比較：比較兩個引用所指對象字面值是否相等。

• hashCode字符串數值化比較：將字符串數值化。兩個引用的hashCode相同，不保證內存一定相同，不保證字面值一定相同。

字符串常量池的設計思想

一.字符串常量池設計初衷

每個字符串都是一個String對象，系統開發中將會頻繁使用字符串，如果像其他對像那樣創建銷毀將極大影響程序的性能。

• JVM為了提高性能和減少內存開銷，在實例化字符串的時候進行了優化

為字符串開辟了一個字符串常量池，類似于緩存區

創建字符串常量時，首先判斷字符串常量池是否存在該字符串

存在該字符串返回引用實例，不存在，實例化字符串，放入池中

• 實現基礎

實現該優化的基礎是每個字符串常量都是final修飾的常量，不用擔心常量池存在數據沖突

運行時實例創建的全局字符串常量池中有一個表，總是為池中每個唯一的字符串對象維護一個引用,這就意味著它們一直引用著字符串常量池中的對象，所以，在常量池中的這些字符串不會被垃圾收集器回收

堆、棧、方法區

了解字符串常量池，首先看一下 堆棧方法區

• 堆

存儲的是對象，每個對象都包含一個與之對應的class

JVM只存在一個堆區，被所有線程共享，堆中不存在基本類型和對象引用，只存在對象本身

對象由垃圾回收器負責回收，因此大小和生命周期不需要確定

• 棧

每個線程都包含一個棧區，棧區只存放基礎數據類型對象和自定義對象引用

每個棧中的數據(原始類型和對象引用)都是私有的

棧分為三個部分，基本類型變量區、執行環境上下文、操作指令區（存放操作指令）

數據大小和生命周期是可以確定的，當沒有引用指向這個數據時，這個數據就會消失

• 方法區

靜態區，跟堆一樣，被所有的線程共享

方法區包含的都是在整個程序中永遠唯一的元素，如class、static變量；

字符串常量池

字符串常量池存在于方法區

代碼：堆棧方法區存儲字符串

String str1 = “abc”; String str2 = “abc”; String str3 = “abc”; String str4 = new String(“abc”); String str5 = new String(“abc”);

面試題

• String str4 = new String(“abc”) 創建多少個對象？

拆分： str4 = 、 new String（）、"abc"

通過new 可以創建一個新的對象，new 方法創建實例化對象不會去常量池尋找是否已存在，只要new 都會實例化一個新的對象出來

"abc"每個字符串 都是一個String 對象，如果常量池中沒有則會創建一個新對象放入常量池，否則返回對象引用

將對象地址賦值給str4,創建一個引用

所以，常量池中沒有“abc”字面量則創建兩個對象，否則創建一個對象，以及創建一個引用

• String str1 = new String("A"+"B") ; 會創建多少個對象? String str2 = new String("ABC") + "ABC" ; 會創建多少個對象?

轉載于:https://www.cnblogs.com/NiceCui/p/8046564.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的java基础进阶一：String源码和String常量池的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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