java String源码和String常量池的全面解析
1. string 介绍，常用方法源码分析
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 介绍
string类被final所修饰，也就是说string对象是不可变量，并发程序最喜欢不可变量了。string类实现了serializable, comparable, charsequence接口。
从一段代码说起：
public void stringtest(){
string a = "a"+"b"+1;
string b = "ab1";
system.out.println(a == b);
}
大家猜一猜结果如何？如果你的结论是true。好吧，再来一段代码：
public void stringtest(){
string a = new string("ab1");
string b = "ab1";
system.out.println(a == b);
}
结果如何呢？正确答案是false。
让我们看看经过编译器编译后的代码如何
//第一段代码
public void stringtest() {
string a = "ab1";
string b = "ab1";
system.out.println(a == b);
}
//第二段代码
public void stringtest() {
string a1 = new string("ab1");
string b = "ab1";
system.out.println(a1 == b);
}
也就是说第一段代码经过了编译期优化，原因是编译器发现"a"+"b"+1和"ab1"的效果是一样的，都是不可变量组成。但是为什么他们的内存地址会相同呢？如果你对此还有兴趣，那就一起看看string类的一些重要源码吧。
源码
一、 string属性
string类中包含一个不可变的char数组用来存放字符串，一个int型的变量hash用来存放计算后的哈希值。
/** 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构造函数
//不含参数的构造函数，一般没什么用，因为value是不可变量
public string() {
this.value = new char[0];
}
//参数为string类型
public string(string original) {
this.value = original.value;
this.hash = original.hash;
}
//参数为char数组，使用java.utils包中的arrays类复制
public string(char value[]) {
this.value = arrays.copyof(value, value.length);
}
//从bytes数组中的offset位置开始，将长度为length的字节，以charsetname格式编码，拷贝到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);
}
//调用public string(byte bytes[], int offset, int length, string charsetname)构造函数
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) {
//如果引用的是同一个对象，返回真
if (this == anobject) {
return true;
}
//如果不是string类型的数据，返回假
if (anobject instanceof string) {
string anotherstring = (string) anobject;
int n = value.length;
//如果char数组长度不相等，返回假
if (n == anotherstring.value.length) {
char v1[] = value;
char v2[] = anotherstring.value;
int i = 0;
//从后往前单个字符判断，如果有不相等，返回假
while (n-- != 0) {
if (v1[i] != v2[i])
return false;
i++;
}
//每个字符都相等，返回真
return true;
}
}
return false;
}
string e1 = "good"; string e2 = "good everyday"; e1.equals(e2); // 返回 false
1 首先判断是否 引用同一个对象 == 也就是判断 这两个引用的 内存地址是否相同，如果相同 直接返回 true
2 会判断是否类型 相同，是否是同一种数据类型
3 类型 相同 就会比较 转换成的 字符 数组的长度 是否相同
4 从后往前 比较 每一个字符 是否 相同
判断顺序 =》 1.内存地址 2.数据类型 3.字符数组长度 4.单个字符比较
2. compareto
int compareto(string anotherstring)
public int compareto(string anotherstring) {
//自身对象字符串长度len1
int len1 = value.length;
//被比较对象字符串长度len2
int len2 = anotherstring.value.length;
//取两个字符串长度的最小值lim
int lim = math.min(len1, len2);
char v1[] = value;
char v2[] = anotherstring.value;
int k = 0;
//从value的第一个字符开始到最小长度lim处为止，如果字符不相等，返回自身（对象不相等处字符-被比较对象不相等字符）
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，则返回（自身长度-被比较对象长度）
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
这个方法写的很巧妙，先从0开始判断字符大小。
如果两个对象能比较字符的地方比较完了还相等，就直接返回自身长度减被比较对象长度，如果两个字符串长度相等，则返回的是0，巧妙地判断了三种情况。
3.hashcode
int hashcode()
public int hashcode() {
int h = hash;
//如果hash没有被计算过，并且字符串不为空，则进行hashcode计算
if (h == 0 && value.length > 0) {
char val[] = value;
//计算过程
//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赋值
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 计算中 因为char 字符可以自动转换成对应的 int 整形
string类重写了hashcode方法，object中的hashcode方法是一个native调用。
string类的hash采用多项式计算得来，我们完全可以通过不相同的字符串得出同样的hash，所以两个string对象的hashcode相同，并不代表两个string是一样的。
同一个string 对象 hashcode 一定相同， 但是 hashcode相同 ，不一定是同一个对象
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+所比较对象长度）大于自身对象长度，返回假
if ((toffset < 0) || (toffset > value.length - pc)) {
return false;
}
//从所比较对象的末尾开始比较
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")); // true
system.out.println(d.endswith("com")); // true
起始比较和末尾比较都是比较经常用得到的方法，例如在判断一个字符串是不是http协议的，或者初步判断一个文件是不是mp3文件，都可以采用这个方法进行比较。
5.concat
string concat(string str)
public string concat(string str) {
int otherlen = str.length();
//如果被添加的字符串为空，返回对象本身
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方法也是经常用的方法之一，它先判断被添加字符串是否为空来决定要不要创建新的对象。
1 如果 拼接的字符 长度为0 直接返回 原字符对象
2 拼接的字符 不为空 返回 新的 字符对象
判断字符长度 生成新对象
6.replace
string replace(char oldchar,char newchar)
public string replace(char oldchar, char newchar) {
//新旧值先对比
if (oldchar != newchar) {
int len = value.length;
int i = -1;
char[] val = value; /* avoid getfield opcode */
//找到旧值最开始出现的位置
while (++i < len) {
if (val[i] == oldchar) {
break;
}
}
//从那个位置开始，直到末尾，用新值代替出现的旧值
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
这个方法也有讨巧的地方，例如最开始先找出旧值出现的位置，这样节省了一部分对比的时间。
replace(string oldstr,string newstr)方法通过正则表达式来判断。
7.trim
string trim()
public string trim() {
int len = value.length;
int st = 0;
char[] val = value; /* avoid getfield opcode */
//找到字符串前段没有空格的位置
while ((st < len) && (val[st] <= ' ')) {
st++;
}
//找到字符串末尾没有空格的位置
while ((st < len) && (val[len - 1] <= ' ')) {
len--;
}
//如果前后都没有出现空格，返回字符串本身
return ((st > 0) || (len < value.length)) ? substring(st, len) : this;
}
string t1 = " public void "; // 前后各一个空格
system.out.println("t1:"+t1.length()); // 13 带空格长度
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();
ntern方法是native调用，它的作用是在方法区中的常量池里通过equals方法寻找等值的对象，
如果没有找到则在常量池中开辟一片空间存放字符串并返回该对应string的引用，否则直接返回常量池中已存在string对象的引用。
可以为new方法创建的 字符对象 也去强制查看常量池 是否已存在
将引言中第二段代码
//string a = new string("ab1");
//改为
string a = new string("ab1").intern();
则结果为为真，原因在于a所指向的地址来自于常量池，而b所指向的字符串常量默认会调用这个方法，所以a和b都指向了同一个地址空间。
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 recalcing
h = (0 != h) ? h : 1;
hash32 = h;
}
return h;
}
在jdk1.7中，hash相关集合类在string类作key的情况下，不再使用hashcode方式离散数据，而是采用hash32方法。
这个方法默认使用系统当前时间，string类地址，system类地址等作为因子计算得到hash种子，通过hash种子在经过hash得到32位的int型数值。
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];
}
以上是一些简单的常用方法。
总结
string对象是不可变类型，返回类型为string的string方法每次返回的都是新的string对象，除了某些方法的某些特定条件返回自身。
string对象的三种比较方式：
==内存比较：直接对比两个引用所指向的内存值，精确简洁直接明了。
equals字符串值比较：比较两个引用所指对象字面值是否相等。
hashcode字符串数值化比较：将字符串数值化。两个引用的hashcode相同，不保证内存一定相同，不保证字面值一定相同。
字符串常量池的设计思想
一.字符串常量池设计初衷
每个字符串都是一个string对象，系统开发中将会频繁使用字符串，如果像其他对像那样创建销毁将极大影响程序的性能。
jvm为了提高性能和减少内存开销，在实例化字符串的时候进行了优化
为字符串开辟了一个字符串常量池，类似于缓存区
创建字符串常量时，首先判断字符串常量池是否存在该字符串
存在该字符串返回引用实例，不存在，实例化字符串，放入池中
实现基础
实现该优化的基础是每个字符串常量都是final修饰的常量，不用担心常量池存在数据冲突
运行时实例创建的全局字符串常量池中有一个表，总是为池中每个唯一的字符串对象维护一个引用,这就意味着它们一直引用着字符串常量池中的对象，所以，在常量池中的这些字符串不会被垃圾收集器回收
堆、栈、方法区
了解字符串常量池，首先看一下 堆栈方法区
堆
存储的是对象，每个对象都包含一个与之对应的class
jvm只存在一个堆区，被所有线程共享，堆中不存在基本类型和对象引用，只存在对象本身
对象由垃圾回收器负责回收，因此大小和生命周期不需要确定
栈
每个线程都包含一个栈区，栈区只存放基础数据类型对象和自定义对象引用
每个栈中的数据(原始类型和对象引用)都是私有的
栈分为三个部分，基本类型变量区、执行环境上下文、操作指令区（存放操作指令）
数据大小和生命周期是可以确定的，当没有引用指向这个数据时，这个数据就会消失
方法区
静态区，跟堆一样，被所有的线程共享
方法区包含的都是在整个程序中永远唯一的元素，如class、static变量；
字符串常量池
字符串常量池存在于方法区
代码：堆栈方法区存储字符串
string str1 = “abc”; string str2 = “abc”; string str3 = “abc”; string str4 = new string(“abc”); string str5 = new string(“abc”);
面试题
string str4 = new string(“abc”) 创建多少个对象？
拆分： str4 = 、 new string（）、"abc"
通过new 可以创建一个新的对象，new 方法创建实例化对象不会去常量池寻找是否已存在，只要new 都会实例化一个新的对象出来
"abc"每个字符串 都是一个string 对象，如果常量池中没有则会创建一个新对象放入常量池，否则返回对象引用
将对象地址赋值给str4,创建一个引用
所以，常量池中没有“abc”字面量则创建两个对象，否则创建一个对象，以及创建一个引用
string str1 = new string("a"+"b") ; 会创建多少个对象? string str2 = new string("abc") + "abc" ; 会创建多少个对象?
以上这篇java string源码和string常量池的全面解析就是小编分享给大家的全部内容了，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持。