JVM内存分配及String常用方法

一，JVM内存分配和常量池

​ 在介绍String类之前，先来简单分析一下在JVM中，对内存的使用是如何进行分配的。如下图所示**(注意：在jdk1.8之后便没有方法区了)**：

​ 如上JVＭ将内存分为多个不同的区域，这些区域都有各自的用途、创建和销毁的时间，有些区域随虚拟机进程的启动而存在，有些区域则是依赖用户线程的启动和结束来建立和销毁。

​ 区域名称的说明：

1.1，方法区:

​ 属于数据共享内存区域，存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。

1.2，虚拟机栈

​ 虚拟机栈就是我们通常说的栈，是Java执行方法的内存模型，每当执行一次方法时，都会创建一个栈帧。把栈帧压入栈，当Java方法调用时返回正常的结果或者捕获异常时，栈帧出栈。

​ **栈帧：**栈帧存储方法的相关信息，包含局部变量数表、返回值、操作数栈、动态链接。

1.3，本地方法栈

​ 从功能上来说与虚拟机栈类似，但是虚拟机栈执行的是字节码，而本地方法栈调用的是Native方法，并且它是线程独享的。

1.4，程序计数器

​ 程序计数器是线程独享的，它是记录当前线程执行的字节码行号。在多线程执行时，CPU会来回在线程之间进行切换，那么当再次回到一条线程时，是如何得知线程的存储单元及执行指令。而程序计数器便会进行存储下一条存储单元的地址，执行完毕后程序计数器自动加 1 ，以此循环直到程序结束为止。

1.5，堆

​ 说到堆这个概念想必都不陌生，它是内存中的重要角色。它主要是用来存储被创建出来的对象，通过关键字new实例出来的，是所有线程共享的一块最大的区域。

​ 特别注意：在JDK1.7及以后，常量池移动到堆内存中。

​ 堆还包括一个常量池，用来存储编译期间生成的字面量和符号引用。这部分内容在类被加载后，都会存储到方法区中。同时，运行时产生的新常量也可以被放入常量池中，比如 String 类中的 intern() 方法产生的常量。

​ 常量池就是这个类型用到的常量的一个有序集合。包括直接常量(基本类型，String)和对其他类型、方法、字段的符号引用。

二，常量池

2.1，什么是常量：

​ 常量是指被final修饰的变量，值一旦确定就无法改变。

​ final可以修饰静态变量、方法、实例变量和局部变量。

​ 常量池分为两种形式：静态常量池和运行时常量池

2.2，静态常量池

​ 即*.class文件中的常量池，class文件中的常量池不仅仅包含字符串(数字)字面量，还包含类、方法的信息，占用class文件绝大部分空间。这种常量池用于存放字面量和符号引用量。

2.3，运行时常量池

​ 指JVM虚拟机在完成类装载操作后，将class文件中的常量池载入到内存中，并保存在方法区中，我们常说的常量池，就是指方法区中的运行时常量池。同样运行时常量池一个重要的特征就是具有动态性，指并不需要常量只有在编译期才会产生，在运行期也会将新的常量保存到常量池中，如String类中的intern()方法。

三，== 和equals

3.1，两者之间区边

​ ==：

​ 对于基本类型来说：==表示数值的比较

​ 对于引用类型来说：==表示地址值的比较

​ equals：

​ 比较的是两者之间值是否相等，但是Java中的类都是直接或者间接继承Object类，而equals不也例外。其实在equals源码中也是使用==进行比较的，如下源码：

​ 那么问题来了，这和==又有什么区别呢？

​ 上面说到equals也是继承自java.lang.Object，因此可以对equals进行重写来定义我们自己的比较方式。

​ 请参看以下代码：

 		String str1 = "abc";
  		String str2 = "abc";

        char[] strArray = {'a','b','c'};
        String str3 = new String(strArray);

        String str4 = "abc";

        System.out.println(str1 == str2);   
        System.out.println(str1 == str3);   
        System.out.println(str2 == str3);   
        System.out.println(str4.equals(str1)); 

​ 以上运行结果为：

true
false
false
true

​ 接下来我们依次分析上面的结果：

​ 1，str1与str2比较的是字符串对象地址，因为它们的值是相同的，所以地址值也是相同的。

​ 2，str3是new出来的示例对象，在堆内存中会开辟一块新的内存地址，它并不在常量池中。所以返回结果为false。

​ 3，同理str2与str3比较也是一样的结果。

​ 4，equals比较的是值是否相同，所以返回的结果为true。

如图所示：

四，String常用方法

​ 首先声明字符串：

 String str1 = "abc";

4.1，int length()

 int length = str1.length();
 System.out.println(length);

4.2，char charAt(值)

String str= "abc";
char c = str.charAt(1);  
System.out.println(c); 

4.3，char toCharArray()

String str= "abc"；
char c[] = str.toCharArray();  
for (int i = 0; i < c.length; i++) {
      System.out.println("转为数组输出:" + c[i]);
}

4.4，int indexOf(“字符”)； int lastIndexOf(“字符”)

String str="axcdefgabc";
int a1 = str.indexOf("a"); 
int a2 = str.indexOf("x",  2);
int a3 = str.lastIndexOf("c"); 
System.out.println("你的位置为:" + a1); 
System.out.println("为的位置为:" + a2);
System.out.println("点最后出现的位置为:" + a3);

4.5，字符串大小写转换

​ toUpperCase()； 转换成大写
​ toLowerCase()；转换成小写

String str = "hello world";
String str1 = "HELLO WORD";
System.out.println("将字符串转大写为：" + str.toUpperCase());
System.out.println("将字符串转换成小写为：" + str1.toLowerCase());

4.6，String[] split(“字符”)

String str = "abc,def,123";
String[] arr1 = str.split(",");

4.7，boolean equals(Object anObject)

 String str = "abc";
 String str1= "123";  
 if(str.equals(str1)) {  
      System.out.println("相等"); 
 }  
 else{
      System.out.println("不相等");  
 }

4.8，String trim()

String str = "       abc         ";  
System.out.println("去掉左右空格后:" + str.trim());

4.9，字符串替换

​ String replace(char oldChar,char newChar)
​ String replaceAll(String,String)将某个内容全部替换成指定内容
​ String repalceFirst(String,String)将第一次出现的某个内容替换成指定的内容

String str = "abcdefgabdc";  
System.out.println("替换:" + str.replace("abc", "123")); 
System.out.println("替换全部:" + str.replaceAll("ab", "12")); 
System.out.println("替换第一次出现:" + str.repalceFirst("a", "a")); 

4.10，String substring(int beginIndex,int endIndex)

 String str = "abcdefg";  
 // 截取0-3个位置的内容, 不含3 
 System.out.println("截取后的字符为：" + str.substring(0, 3));
 // 从第3个位置开始截取, 含2
 System.out.println("截取后字符为：" + str.substring(2));

4.11，boolean equalsIgnoreCase(String)

String str = "ABC";
String str1 = "abc";
if(str.equalsIgnoreCase(str1)){
       System.out.println("相等");
}
else{
       System.out.println("不相等");
}

4.12，boolean contains(String)

String str = "ABCDEF";
String str1 = "ABC";
if(str.contains(str1)){
       System.out.println("str内容中包含ABC");
}
else{
       System.out.println("str内容中不包含ABC");
}

五，总结

​ 1，对于JVM内存的分配，在jdk6中存在方法区，jdk8中便没有方法区，改成元区域。

​ 2，jdk6中常量池存在方法区中，jdk7以后常量池移动到堆中。

​ 本篇博客只是简单介绍了JVM内存分配和常量池的概念，仍有很多更深入的原理没有记录。因此在后期会继续更新关于JVM相关的原理知识，以上博客中如有不适之处还请留言（邮箱）指教。

感谢阅读！

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