真的懂Java的String嗎？
本文轉載自微信公眾號「學習Java的小姐姐」，作者學習Java的小姐姐0618。轉載本文請聯系學習Java的小姐姐公眾號。
1.String的特性
1.1不變性
我們常常聽人說，HashMap 的 key 建議使用不可變類，比如說 String 這種不可變類。這里說不可變指的是類值一旦被初始化，就不能再被改變了，如果被修改，將會是新的類，我們寫個demo 來演示一下。
- public class test {
- public static void main(String[] args){
- String str="hello";
- str=str+"world";
- }
- }
從代碼上來看，s 的值好像被修改了，但從 debug 的日志來看，其實是 s 的內存地址已經被修了，也就說 s =“world” 這個看似簡單的賦值，其實已經把 s 的引用指向了新的 String，debug 截圖顯示內存地址已經被修改，兩張截圖如下，我們可以看到標紅的地址值已經修改了。
用示意圖來表示堆內存，即見下圖。
我們可以看下str的地址已經改了，說了生成了兩個字符串，String類的官方注釋為Strings are constant; their values cannot be changed after they are created. 簡單翻譯下為字符串是常量;它們的值在創建后不能更改。
下面為String的相關代碼，如下代碼，我們可以看到：
1. String 被 final 修飾，說明 String 類絕不可能被繼承了，也就是說任何對 String 的操作方法，都不會被繼承覆寫，即可保證雙親委派機制，保證基類的安全性。
2. String 中保存數據的是一個 char 的數組 value。我們發現 value 也是被 final 修飾的，也就是說 value 一旦被賦值，內存地址是絕對無法修改的，而且 value 的權限是 private 的，外部絕對訪問不到，String沒有開放出可以對 value 進行賦值的方法，所以說 value 一旦產生，內存地址就根本無法被修改。
- //char類型的final數組
- private final char value[];
- //hash值
- private int hash;
- private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;
1.2相等判斷
相等判斷邏輯寫的很清楚明了，如果有人問如何判斷兩者是否相等時，我們可以從兩者的底層結構出發，這樣可以迅速想到一種貼合實際的思路和方法，就像 String 底層的數據結構是 char 的數組一樣，判斷相等時，就挨個比較 char 數組中的字符是否相等即可。(這里先挖個坑，攜程問過類似題目)
- public boolean equals(Object anObject) {
- //如果地址相等，則直接返回true
- if (this == anObject) {
- return true;
- }
- //如果為String字符串，則進行下面的邏輯判斷
- if (anObject instanceof String) {
- //將對象轉化為String
- String anotherString = (String)anObject;
- //獲取當前值的長度
- int n = value.length;
- //先比較長度是否相等，如果長度不相等，這兩個肯定不相等
- if (n == anotherString.value.length) {
- char v1[] = value;
- char v2[] = anotherString.value; int i = 0; //while循環挨個比較每個char
- while (n-- != 0) {
- if (v1[i] != v2[i])
- return false;
- i++;
- }
- return true;
- }
- }
- return false;
- }
相等邏輯的流程圖如下，我們可以看到整個流程還是很清楚的。
1.3替換操作
替換在平時工作中也經常使用，主要有 replace 替換所有字符、replaceAll 批量替換字符串、replaceFirst這三種場景。
下面寫了一個 demo 演示一下三種場景：
- public static void main(String[] args) {
- String str = "hello word !!";
- System.out.println("替換之前 :" + str);
- str = str.replace('l', 'd');
- System.out.println("替換所有字符 :" + str);
- str = str.replaceAll("d", "l");
- System.out.println("替換全部 :" + str);
- str = str.replaceFirst("l", "");
- System.out.println("替換第一個 l :" + str);
- }
輸出的結果是：
這邊要注意一點是replace和replaceAll的區別，不是替換和替換所有的區別哦。
而是replaceAll支持正則表達式，因此會對參數進行解析(兩個參數均是)，如replaceAll("\\d", "*")，而replace則不會，replace("\\d","*")就是替換"\\d"的字符串，而不會解析為正則。
1.4 intern方法
String.intern() 是一個 Native 方法，即是c和c++與底層交互的代碼，它的作用(在JDK1.6和1.7操作不同)是：
如果運行時常量池中已經包含一個等于此 String 對象內容的字符串，則直接返回常量池中該字符串的引用;
如果沒有， 那么在jdk1.6中，將此String對象添加到常量池中，然后返回這個String對象的引用(此時引用的串在常量池)。
在jdk1.7中，放入一個引用，指向堆中的String對象的地址，返回這個引用地址(此時引用的串在堆)。
- public native String intern();
如果看上面看不懂，我們來看下一下具體的例子，并來分析下。
- public static void main(String[] args) {
- String s1 = new String("學習Java的小姐姐");
- s1.intern();
- String s2 = "學習Java的小姐姐";
- System.out.println(s1 == s2);
- String s3 = new String("學習Java的小姐姐") + new String("test");
- s3.intern();
- String s4 = "學習Java的小姐姐test";
- System.out.println(s3 == s4);
- }
我們來看下結果，實際的打印信息如下。
為什么顯示這樣的結果，我們來看下。所以在 jdk7 的版本中，字符串常量池已經從方法區移到正常的堆 區域了。
- 第一個false： 第一句代碼String s1 = new String("學習Java的小姐姐");生成了2個對象。常量池中的“學習Java的小姐姐” 和堆中的字符串對象。s1.intern(); 這一句是 s1 對象去常量池中尋找后，發現 “學習Java的小姐姐” 已經在常量池里了。接下來String s2 = "學習Java的小姐姐"; 這句代碼是生成一個 s2的引用指向常量池中的“學習Java的小姐姐”對象。結果就是 s 和 s2 的引用地址明顯不同，所以打印結果是false。
- 第二個true:先看 s3和s4字符串。String s3 = new String("學習Java的小姐姐") + new String("test");，這句代碼中現在生成了3個對象，是字符串常量池中的“學習Java的小姐姐” ,"test"和堆 中的 s3引用指向的對象。此時s3引用對象內容是”學習Java的小姐姐test”，但此時常量池中是沒有 “學習Java的小姐姐test”對象的，接下來s3.intern();這一句代碼，是將 s3中的“學習Java的小姐姐test”字符串放入 String 常量池中，因為此時常量池中不存在“學習Java的小姐姐test”字符串，常量池不需要再存儲一份對象了，可以直接存儲堆中的引用。這份引用指向 s3 引用的對象。也就是說引用地址是相同的。最后String s4 = "學習Java的小姐姐test"; 這句代碼中”學習Java的小姐姐test”是顯示聲明的，因此會直接去常量池中創建，創建的時候發現已經有這個對象了，此時也就是指向 s3 引用對象的一個引用。所以 s4 引用就指向和 s3 一樣了。因此最后的比較 s3 == s4 是 true。
我們再看下，如果把上面的兩行代碼調整下位置，打印結果是不是不同。
- public static void main(String[] args) {
- String s1 = new String("學習Java的小姐姐");
- String s2 = "學習Java的小姐姐";
- s1.intern();
- System.out.println(s1 == s2);
- String s3 = new String("學習Java的小姐姐") + new String("test");
- String s4 = "學習Java的小姐姐test";
- s3.intern();
- System.out.println(s3 == s4);
- }
- 第一個false: s1 和 s2 代碼中，s1.intern();，這一句往后放也不會有什么影響了，因為對象池中在執行第一句代碼String s = new String("學習Java的小姐姐");的時候已經生成“學習Java的小姐姐”對象了。下邊的s2聲明都是直接從常量池中取地址引用的。s 和 s2 的引用地址是不會相等的。
- 第二個false：與上面唯一的區別在于 s3.intern(); 的順序是放在String s4 = "學習Java的小姐姐test";后了。這樣，首先執行String s4 = "學習Java的小姐姐test";聲明 s4 的時候常量池中是不存在“學習Java的小姐姐test”對象的，執行完畢后，“學習Java的小姐姐test“對象是 s4 聲明產生的新對象。然后再執行s3.intern();時，常量池中“學習Java的小姐姐test”對象已經存在了，因此 s3 和 s4 的引用是不同的。
2. String、StringBuilder和StringBuffer
2.1 繼承結構
2.2 主要區別
1)String是不可變字符序列，StringBuilder和StringBuffer是可變字符序列。
2)執行速度StringBuilder > StringBuffer > String。
3)StringBuilder是非線程安全的，StringBuffer是線程安全的。
