青岛一日游:看完一定懂的 Java 字符串常量池指南

admin 5个月前 (04-27) 科技 34 0

字符串问题可谓是 Java 中经久不衰的问题,尤其是字符串常量池经常作为面试题泛起。可即便是看似简朴而又经常被提起的问题,照样有很多多少同砚一知半解,看上去懂了,仔细分析起来却又发现不太明晰。

靠山说明

本文以 JDK 1.8 为讨论版本,虽然现在都已经 JDK 14了,怎样我们照样钟爱 1.8。

一个提问引起的讨论

为什么说到字符串常量呢,源于群里为数不多的一个程序员小姐姐的提问。

这原本和字符串常量没有关系,厥后,一个同砚说不只是 int ,换成 String 一样可以。

为什么会有"Java开发_北京"这么奇异的字符串乱入呢,由于提出问题的这位小姐姐的群昵称叫这个,以是群里的同砚开顽笑说,以为她是某个房地产大佬,要来开发北京。

以上是开个玩笑,好了,收。

字符串用 == 对照也是 true,这就有意思了。马上有灵巧的小伙伴说这和字符串常量池有关系。没错,就是由于字符串常量池的缘故原由。

第一张图实在没什么好说的,在 JDK 1.8 之后已经不允许 Object 和 int 类型用 == 相对照了,编译直接报错。

第二张图中的代码才是重点要说的,我们可以把它简化成下面这段代码,用 == 符号对照字符串,之后的内容都从这几行代码出发。

public static void main(String[] args) {
   String s1 = "古时的鹞子";
   System.out.println(s1 == "古时的鹞子");
}

固然,现实开发中强烈不推荐用 == 符号判断两个字符串是否相等,应该用 equals() 方式。

字符串常量池何许人也

为什么要有字符串常量池呢,像其他工具一样直接存在堆中不行吗,这就要问 Java 语言的设计者了,固然,这么做也并不是拍脑壳想出来的。

这就要从字符串提及。

首先工具的分配要支出时间和空间上的开销,字符串可以说是和 8 个基本类型一样常用的类型,甚至比 8 个基本类型加倍常用,故而频仍的建立字符串工具,对性能的影响是非常大的,以是,用常量池的方式可以很大程度上降低工具建立、分配的次数,从而提升性能。

在 JDK 1.7 之后(包罗1.7),字符串常量池已经从方式区移到了堆中。

字面量赋值

我们把上面的谁人实例代码拿过来

String s1 = "古时的鹞子";

这是我们平时声明字符串变量的最常用的方式,这种方式叫做字面量声明,也就用把字符串用双引号引起来,然后赋值给一个变量。

这种情形下会直接将字符串放到字符串常量池中,然后返回给变量。
青岛一日游:看完一定懂的 Java 字符串常量池指南 第1张

那这是我再声明一个内容相同的字符串,会发现字符串常量池中已经存在了,那直接指向常量池中的地址即可。

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例如上图所示,声明晰 s1 和 s2,到最后都是指向统一个常量池的地址,以是 s1== s2 的效果是 true。

new String() 方式

与之对应的是用 new String() 的方式,然则基本上不建议这么用,除非有特殊的逻辑需要。

String a = "古时的";
String s2 = new String(a + "鹞子");

使用这种方式声明字符串变量的时刻,会有两种情形发生。

第一种情形,字符串常量池之前已经存在相同字符串

好比在使用 new 之前,已经用字面量声明的方式声明晰一个变量,此时字符串常量池中已经存在了相同内容的字符串常量。

  1. 首先会在堆中建立一个 s2 变量的工具引用;
  2. 然后将这个工具引用指向字符串常量池中的已经存在的常量;

青岛一日游:看完一定懂的 Java 字符串常量池指南 第3张

第二种情形,字符串常量池中不存在相同内容的常量

之前没有任何地方用到了这个字符串,第一次声明这个字符串就用的是 new String() 的方式,这种情形下会直接在堆中建立一个字符串工具然后返回给变量。

青岛一日游:看完一定懂的 Java 字符串常量池指南 第4张

我看到很多多少地方说,若是字符串常量池中不存在的话,就先把字符串先放进去,然后再引用字符串常量池的这个常量工具,这种说法是有问题的,只是 new String() 的话,若是池中没有也不会放一份进去。

基于 new String() 的这种特征,我们可以得出一个结论:

String s1 = "古时的鹞子";
String a = "古时的";
String s2 = new String(a + "鹞子");
String s3 = new String(a + "鹞子");
System.out.println(s1==s2); // false
System.out.println(s2==s3);  // false 

以上代码,一定输出的都是 false,由于 new String() 不管你常量池中有没有,我都会在堆中新建一个工具,新建出来的工具,固然不会和其他工具相等。

intern() 池化

那什么时刻会放到字符串常量池呢,就是在使用 intern() 方式之后。

intern() 的界说:若是当前字符串内容存在于字符串常量池,存在的条件是使用 equas() 方式为ture,也就是内容是一样的,那直接返回此字符串在常量池的引用;若是之前不在字符串常量池中,那么在常量池建立一个引用而且指向堆中已存在的字符串,然后返回常量池中的地址。

第一种情形,准备池化的字符串与字符串常量池中的字符串有相同(equas()判断)
String s1 = "古时的鹞子";
String a = "古时的";
String s2 = new String(a + "鹞子");
s2 = s2.intern();

这时,这个字符串常量已经在常量池存在了,这时,再 new 了一个新的工具 s2,并在堆中建立了一个相同字符串内容的工具。

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这时,s1 == s2 会返回 fasle。然后我们挪用 s2 = s2.intern(),将池化操作返回的效果赋值给 s2,就会发生如下的转变。

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此时,再次判断 s1 == s2 ,就会返回 true,由于它们都指向了字符串常量池的统一个字符串。

第二种情形,字符串常量池中不存在相同内容的字符串

使用 new String() 在堆中建立了一个字符串工具

青岛一日游:看完一定懂的 Java 字符串常量池指南 第7张

使用了 intern() 之后发生了什么呢,在常量池新增了一个工具,然则 并没有 将字符串复制一份到常量池,而是直接指向了之前已经存在于堆中的字符串工具。由于在 JDK 1.7 之后,字符串常量池不一定就是存字符串工具的,另有可能存储的是一个指向堆中地址的引用,现在说的就是这种情形,注重了,下图是只挪用了 s2.intern(),并没有返回给一个变量。其中字符串常量池(0x88)指向堆中字符串工具(0x99)就是intern() 的历程。

青岛一日游:看完一定懂的 Java 字符串常量池指南 第8张

只有当我们把 s2.intern() 的效果返回给 s2 时,s2 才真正的指向字符串常量池。

青岛一日游:看完一定懂的 Java 字符串常量池指南 第9张

我明晰了

通过以上的先容,我们来看下面的一段代码返回的效果是什么

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "古时的鹞子";
        String s2 = "古时的鹞子";
        String a = "古时的";
      
        String s3 = new String(a + "鹞子");
        String s4 = new String(a + "鹞子");
        System.out.println(s1 == s2); // 【1】 true
        System.out.println(s2 == s3); // 【2】 false
        System.out.println(s3 == s4); // 【3】 false
        s3.intern();
        System.out.println(s2 == s3); // 【4】 false
        s3 = s3.intern();
        System.out.println(s2 == s3); // 【5】 true
        s4 = s4.intern();
        System.out.println(s3 == s4); // 【6】 true
    }
}

【1】:s1 == s2 返回 ture,由于都是字面量声明,全都指向字符串常量池中统一字符串。

【2】: s2 == s3 返回 false,由于 new String() 是在堆中新建工具,以是和常量池的常量不相同。

【3】: s3 == s4 返回 false,都是在堆中新建工具,以是是两个工具,一定不相同。

【4】: s2 == s3 返回 false,前面虽然挪用了 intern() ,然则没有返回,不起作用。

【5】: s2 == s3 返回 ture,前面挪用了 intern() ,而且返回给了 s3 ,此时 s2、s3 都直接指向常量池的统一个字符串。

【6】: s3 == s4 返回 true,和 s3 相同,都指向了常量池统一个字符串。

为啥我字符串就不能变

字符串常量池的基础就是字符串的不能变性,若是字符串是可变的,那想一想,常量池就没必要存在了。假设多个变量都指向字符串常量池的统一个字符串,然后呢,突然来了一行代码,不管三七二十一,直接把字符串给变了,那岂不是 jvm 天下大乱。

字符串不能变的根本缘故原由应该是处于安全性思量。

我们知道 jvm 类型加载的时刻会用到类名,好比加载 java.lang.String 类型,若是字符串可变的话,那我替换成其他的字符,那岂不是很危险。

项目中会用到好比数据库毗邻串、账号、密码等字符串,只有不能变的毗邻串、用户名和密码才气保证安全性。

字符串在 Java 中的使用频率可谓高之又高,那在高并发的情形下不能变性也使得对字符串的读写操作不用思量多线程竞争的情形。

另有就是 HashCode,HashCode 是判断两个工具是否完全相等的焦点条件,另外,像 Set、Map 结构中的 key 值也需要用到 HashCode 来保证唯一性和一致性,因此不能变的 HashCode 才是安全可靠的。

最后一点就是上面提到的,字符串工具的频仍建立会带来性能上的开销,以是,行使不能变性才有了字符串常量池,使得性能得以保障。

我是鹞子,民众号「古时的鹞子」,一个不只有手艺的手艺民众号,一个在程序圈混迹多年,主业 Java,另外 Python、React 也玩儿的 6 的斜杠开发者。
Spring Cloud 系列文章已经完成,可以到 我的 github 上查看系列完整内容。也可以在民众号内回复「pdf」获取我精心制作的 pdf 版完整教程。

青岛一日游:看完一定懂的 Java 字符串常量池指南 第10张

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