Java字符串常量池用法及说明(StringTable)

前言：

在介绍字符串常量池之前，我们先来简单了解下Java中字符串的概念以及常见的一些问题.

一、字符串

Java字符串其实只是Unicode字符序列，Java本身没有内置的字符串类型，而是在标准Java类库中提供了一个预定类，很自然的叫做String，每一个双引号引起来的字符串都是String类的一个实例:

        String s = "";//空的字符串
        String str = "Hello";

1.1 子串

提到子串，那就免不了介绍以下subString这个方法了，该方法的功能为：从一个较大的字符串中提取一个子串。

• 其一为，subString（x,y）：（注意这里是左闭右开区间） 所以该方法是截取下标x~y-1 的字符串。
• 其二为，subString（x） : 该方法是截去前x个字符串后的字符串。

具体情况如下代码：

ps：subString 的工作方式有一个优点，容易计算子串的长度，比如：字符串s.subString(a,b) 的长度就为b-a。 

1.2 拼接

1.2.1 字符串与字符串拼接

与绝大多数设计语言一样，Java语言允许使用+号来连接两个字符串。

下述代码将“hello”赋值给了s3变量：

1.2.2 字符串与非字符串拼接

当将一个字符串与非字符串的值进行拼接的时候，后者会转换成字符串，例如：

 此特性其实我们经常在打印时候用到：

注意：这里是字符串与非字符拼接，并不是字符与非字符拼接：

如果是后者的话；可能会转变成数字，例：

1.3 字符串的不可变性

String类中没有提供修改字符串中某个字符的方法，如果希望将”hello“修改为“help!” ，只能提取想要保存的字符串，再与希望替换的字符串拼接，比如：

分析：

由于不能修改Java字符串中的某个字符，所以Java我、文档中将String类称之为不可变的，不过可以修改s指向的值，让它引用另外的字符串。 

可能有人会说，拼接字符串这样的做法是否会降低运行效率呢？

答案其实并不确定，虽然通过拼接的方法，让s2指向了"help!"看上去有些低效，但是不可变字符串却有一个优点：编译器可以让字符串共享。

原因：

 通过观察源码可知，String类的value是被private修饰的，类外是拿不到这个值的。

 可能很多人以为String类不可变是因为value[] 这个数组被final修饰，但其实并不是这样的，因为value存储的是一个引用，而不是常量。

下面用代码诠释一下：

我们发现，arr[1]的值的确被改为了c。准确的说 这里的final限制的是arr指向的值不能改变，也就是不能重新指向一个新的数组对象。

总结：

1. String类被final修饰，表明该类不能被继承
2. value被修饰被final修饰，表明value自身的值不能改变，即不能引用其它字符数组，但是其引用空间中的内容可以修改。

所以一些设计字符串修改的函数，都是创建一个新的对象，然后修改新的对象。 

注意  += 这种的拼接操作，也不是在String类自身上进行的，而是通过中间创建许多临时变量而完成的，效率很低下。于是引入了StringBuffer和StringBuilder。

 以下代码可以看出String类在拼接时的效率比StringBuffer和StringBuilder低：

public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        String s = "";
        for(int i = 0; i < 1_0000; ++i){
            s += i;
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - start);
        start = System.currentTimeMillis();
        StringBuffer sbf = new StringBuffer("");
        for(int i = 0; i < 1_0000; ++i){
            sbf.append(i);
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - start);
        start = System.currentTimeMillis();
        StringBuilder sbd = new StringBuilder();
        for(int i = 0; i < 1_0000; ++i){
            sbd.append(i);
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - start);
    }

1.3.1为什么设计成不可变的

为什么 String 要涉及成不可变的?(不可变对象的好处是什么?) 

1. 方便实现字符串对象池. 如果 String 可变, 那么对象池就需要考虑写时拷贝的问题了.
2. 不可变对象是线程安全的.
3. 不可变对象更方便缓存 hash code, 作为 key 时可以更高效的保存到 HashMap 中.

1.4 判断字符串是否相等

可以使用equals方法来检测字符串是否相等，形如：s.equals(r); 如果字符串s与字符串r相等，则返回true，否则返回false。

需要注意的是：s与t可以是字符串常量，也可以是字符串字面量（用双引号引起来的部分）。

比如以下的语句也是合法的：

🔔🔔千万不要使用 == 来判断两个字符串是否相等，这个运算符只能确认两个字符串是否处在同一位置，虽然，字符串在同一位置上，它们必然相等， 但是完全可能将内容相同的多个字符串放在不同的位置上。

例如：

如果虚拟机始终将相同的字符串共享，就可以使用 == 运算符来检测是否相等，但实际上字符串字面量是共享的，而+ 或 substring 等操作得到的字符串并不共享，因此千万不能使用==来判断字符串的相等性，以免出现bug。 

二、字符串常量池

字符串常量池在JVM中是StringTable类，实际是一个固定大小的HashTable(一种高效用来进行查找的数据结构，后序给大家详细介绍)，不同JDK版本下字符串常量池的位置以及默认大小是不同的：

2.1 字符串常量池的应用

2.1.1 再谈String对象创建

大家可能会好奇，为什么s1，s2指向的是同一个对象，而s3，s4指向的对象却不相同呢？

在Java程序中，类似于：1， 2， 3，3.14，“hello”等字面类型的常量经常频繁使用，为了使程序的运行速度更快、更节省内存，提供了一个String类型的常量池，只要是双引号引起来的对象，都会存放在常量池中。

 分析：因为s1，s2分别都是被双引号引起来的对象，所以都会被存储到常量池中，可能有人会问，为什么s2并没有单独在常量池中存储一份而是引用了s1所指向的对象呢？

那是因为被引号引起来的对象，会先到常量池中寻找是否已经存在相同的内容，如果存在相同内容，那么就直接引用它，就不需要再创建一个对象了（这也是为什么常量池效率高的原因）。

现在我们再来看几组代码；

代码1：

 我们可以发现，s1，s2，s3都引用了同一个数组对象，这里s3不与s1，s2相同的原因是因为，s3是通过new了一个String对象，而String对象里面的value值存储的是hello的地址值。

代码2：

下面难度加大一点：

小插曲：

这里需要注意的是s1的new string对象中存放的是数组，根据源码我们可以得知，是将这个ch数组拷贝一份再存入string对象中的。

 但是我们只要加入intern这个方法，就可以让其相等。

原因：intern 是一个native方法(Native方法指，底层使用C++实现的，看不到其实现的源代码)

该方法会检查常量池中是否有这个对象，如果无，则入池（入池并不会将自身销毁，而是在常量池中添加这个对象），有的话，则返回该对象（并不会再次入池了）。

如果将这个顺序一调换，就输出false。

原因也很简单，因为已经在常量池中存在这个”abc“了，不会再将s1的string对象的abc再次入池。

总结

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。

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