字符內存轉成字符串

本文基于我對StackOverflow的回答 。 我正在嘗試解釋String類如何存儲文本，內部存儲和常量池如何工作。

這里要理解的要點是String Java對象與其內容– private value字段下的char[]之間的區別。 String基本上是char[]數組的包裝器，將其封裝并使其無法修改，因此String可以保持不變。 另外， String類還記住該數組的實際部分（請參閱下文）。 這一切都意味著您可以有兩個不同的String對象（相當輕量）指向相同的char[] 。

我會告訴你一些例子，連同hashCode()的每個String和hashCode()內部的char[] value字段（我將其稱之為文本字符串從區分）。 最后，我將顯示javap -c -verbose輸出以及測試類的常量池。 請不要將類常量池與字符串文字池混淆。 它們并不完全相同。 另請參見了解javap的常量池輸出 。

先決條件

為了進行測試，我創建了一個實用程序方法來破壞String封裝：

private int showInternalCharArrayHashCode(String s) {final Field value = String.class.getDeclaredField("value");value.setAccessible(true);return value.get(s).hashCode(); }

它將打印char[] value hashCode() ，有效地幫助我們了解此特定String是否指向相同的char[]文本。

一個類中的兩個字符串文字

讓我們從最簡單的示例開始。

Java代碼

String one = "abc"; String two = "abc";

順便說一句，如果您只寫"ab" + "c" ，則Java編譯器將在編譯時執行級聯，并且生成的代碼將完全相同。 僅當在編譯時知道所有字符串時，此方法才有效。

類常量池
每個類都有自己的常量池 -常量值列表，如果它們在源代碼中多次出現，則可以重用。 它包括常見的字符串，數字，方法名稱等。
這是上面示例中常量池的內容：

const #2 = String #38; // abc //... const #38 = Asciz abc;

要注意的重要事項是String常量對象（ #2 ）和字符串指向的Unicode編碼文本"abc" （ #38 ）之間的區別。

字節碼
這是生成的字節碼。 請注意， one引用和two引用都分配有指向"abc"字符串的相同#2常量：

ldc #2; //String abc astore_1 //one ldc #2; //String abc astore_2 //two

輸出量
對于每個示例，我將打印以下值：

System.out.println("one.value: " + showInternalCharArrayHashCode(one)); System.out.println("two.value: " + showInternalCharArrayHashCode(two)); System.out.println("one" + System.identityHashCode(one)); System.out.println("two" + System.identityHashCode(two));

這兩對相等并不奇怪：

one.value: 23583040 two.value: 23583040 one: 8918249 two: 8918249

這意味著不僅兩個對象都指向相同的char[] （下面的相同文本），所以equals()測試將通過。 但更重要的是， one和two是完全相同的引用！ 因此， one == two也是正確的。 顯然，如果one和two指向同一個對象，則one.value和two.value必須相等。

文字和new String() ?

Java代碼
現在，我們都在等待該示例–一個字符串文字和一個使用相同文字的新String 。 這將如何運作？

String one = "abc"; String two = new String("abc");

在源代碼中兩次使用了"abc"常量這一事實應該給您一些提示……

類常量池與上面相同。

字節碼

ldc #2; //String abc astore_1 //onenew #3; //class java/lang/String dup ldc #2; //String abc invokespecial #4; //Method java/lang/String."<init>":(Ljava/lang/String;)V astore_2 //two

仔細地看！ 第一個對象的創建方法與上面相同，不足為奇。 它只需要從常量池中常量引用已經創建的String （ #2 ）。 但是，第二個對象是通過常規構造函數調用創建的。 但！ 第一個String作為參數傳遞。 可以將其反編譯為：

String two = new String(one);

輸出量
輸出有點令人驚訝。 第二對表示對String對象的引用是可以理解的-我們創建了兩個String對象-一個在常量池中為我們創建，第二個是為two手動創建的。 但是，為什么第一對建議兩個String對象都指向同一個char[] value數組呢？

one.value: 41771 two.value: 41771 one: 8388097 two: 16585653

當您查看String(String)構造函數的工作原理時，這一點變得很清楚（此處已大大簡化了）：

public String(String original) {this.offset = original.offset;this.count = original.count;this.value = original.value; }

看到？ 當基于現有對象創建新的String對象時，它會重用 char[] value 。 String是不可變的，不需要復制已知永遠不會修改的數據結構。 而且，由于new String(someString)創建了現有字符串的精確副本，并且字符串是不可變的，因此顯然沒有理由同時存在兩者。
我認為這是一些誤解的線索：即使您有兩個String對象，它們仍可能指向相同的內容。 如您所見， String對象本身很小。

運行時修改和intern() ?

Java代碼
假設您最初使用了兩個不同的字符串，但是在進行一些修改之后，它們都是相同的：

String one = "abc"; String two = "?abc".substring(1); //also two = "abc"

Java編譯器（至少是我的）不夠聰明，無法在編譯時執行此類操作，請看一下：

類常量池
突然我們以指向兩個不同常量文本的兩個常量字符串結尾：

const #2 = String #44; // abc const #3 = String #45; // ?abc const #44 = Asciz abc; const #45 = Asciz ?abc;

字節碼

ldc #2; //String abc astore_1 //oneldc #3; //String ?abc iconst_1 invokevirtual #4; //Method String.substring:(I)Ljava/lang/String; astore_2 //two

拳頭弦照常構造。 通過首先加載常量"?abc"字符串，然后在其上調用substring(1)來創建第二個。

輸出量

這里不足為奇–我們有兩個不同的字符串，指向內存中兩個不同的char[]文本：

one.value: 27379847 two.value: 7615385 one: 8388097 two: 16585653

好吧，文本并沒有真正的不同 ， equals()方法仍然會產生true 。 我們有兩個不必要的相同文本副本。
現在我們應該進行兩次練習。 首先，嘗試運行：

two = two.intern();

在打印哈希碼之前。 one和two不僅指向同一文本，而且它們是相同的參考！

one.value: 11108810 two.value: 11108810 one: 15184449 two: 15184449

這意味著one.equals(two)和one == two測試都將通過。 我們還節省了一些內存，因為"abc"文本在內存中僅出現一次（第二個副本將被垃圾回收）。
第二個練習略有不同，請查看以下內容：

String one = "abc"; String two = "abc".substring(1);

顯然one和two是兩個不同的對象，指向兩個不同的文本。 但是輸出如何表明它們都指向同一個char[]數組？！

one.value: 11108810 two.value: 8918249 one: 23583040 two: 23583040

我將答案留給你。 它會教您substring()工作原理，這種方法的優點是什么以及何時會導致大麻煩 。

得到教訓

• String對象本身相當便宜。 它指向的文本占用了大部分內存
• String只是char[]的薄包裝，以保持不變性
• new String("abc")作為內部文本表示被重用是不是真的那么貴。 但是還是要避免這樣的構造。
• 從編譯時已知的常量值連接String時，連接由編譯器而不是由JVM完成
• substring()有點棘手，但最重要的是，就使用的內存和運行時間而言，它都很便宜（在兩種情況下均保持不變）

參考： Java和社區博客中來自JCG合作伙伴 Tomasz Nurkiewicz的字符串內存內部 。

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2012/07/string-memory-internals.html

字符內存轉成字符串

總結

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