Java随笔-String

字符串是Java开发中使用最多的数据类型之一，但不属于8种基本数据类型，属于对象。了解字符串的使用原理有助于写出高质量的代码。

String类在JDK的发展过程中也不是一成不变的，其中JDK1.8升级至JDK1.9时变化稍微大一些。

JDK1.8

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable, CharSequence
{
    
    private final char value[];
    ...
}

JDK1.9+

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable, CharSequence,
               Constable, ConstantDesc {
    @Stable
    private final byte[] value;
    private final byte coder;
    ...
    static final boolean COMPACT_STRINGS;

    static {
        COMPACT_STRINGS = true;
    }
  }

比较发现String存储由原来的char value[ ]变成了byte[ ] value，这是因为字符串中拉丁字母居多，使用char存储时占用两个字节，大多数情况下会造成一个字节的浪费，空间浪费增加GC被触发的概率，而byte只占用一个字节，会减少空间浪费。若是存储汉字会用到两个字节，此时字节码标识符coder和字符串压缩COMPACT_STRINGS就发挥重要作用。String类是final类，不能被继承。存储使用char value[ ]或byte[ ] value也是final，也就是String一旦被创建就无法修改，所有改变属性的操作均会产生新的对象。Java中String使用最频繁，String创建后一般会保存在堆中，而堆是可以被多线程共享的，这样做不安全，final则解决了安全问题。基本数据类型的包装对象和String类一样，都是不可修改的。

常量池主要分为：class常量池、运行时常量池。使用字符串时编译时，首先会将字符串放在字符串常量池中，但是字符串常量池只是民间的一种说法，官方文档中没有，具体存储的位置有可能在常量池中，也有可能在堆中。String在使用时，首先会把字符串放入字符串常量池中，若是字面量，则直接使用，若是创建对象，则返回堆中对象引用。

    // 字面量
    String str = "abc";

代码编译时会直接在常量池中创建"abc"，运行时会直接从字符串常量池中返回"abc"的引用。

字面量使用简单，不用在堆中创建对象，直接返回引用，推荐使用该方法使用字符串。

    // 创建对象
    String str = new String("abc");

使用new创建字符串对象时，一般分两步：
1，代码编译时，在字符串常量池中创建"abc"’；
2，使用new时，在堆中创建str对象，并引用字符串常量池的"abc"，并返回str的引用。

虽然所使用字面量和使用new创建对象效果相同：

但是使用new需要在堆中创建str对象并返回对象引用，有点浪费空间，一般没有特别要求，不建议使用该方法创建字符串。

使用new创建字符串对象。

若是使用new创建String对象，虽str1 != str2，但是两者都指向字符串常量池中的"abc"。如何验证，调用intern()可直接获取字符串常量池内容。

        // 创建对象
        String str1 = new String("abc");
        String str2 = new String("abc");

        System.out.println(str1 == str2);
        System.out.println(str1.intern() == str2.intern());

结果：

说明str1和str2是两个对象，但两者字符串引用相同。
若是知道要使用的字符串在字符串常量池中已经存在，可以调用intern()直接从字符串常量池中取值再赋值。

        // 创建对象
        String str2 = new String("abc");
        String str5 = str2.intern();
        System.out.println(str5);

结果：

abc

使用字面量同样引用同一块"abc"。

        // 字面量
        String str = "abc";
        String str1 = "abc";
        System.out.println(str == str1);

结果：

说明：

说明若是内容相同，则后创建的对象会直接使用常量池中的内容。
总而言之，字符串常量池不管有没有这个说法，但是若内容字符串已存在，后续使用则不会创建新对象，会直接取已存在的字符串，这样做效率更高，节省资源，毕竟String使用频率如此之高。

    // 纯字符穿拼接
    String strPlus = "a" + "b" + "c";

像代码中纯字符串拼接的情况不会出现在理智的代码中，但是出现了也不会有影响，编译器会自动优化成：

    // 纯字符穿拼接
    String strPlus = "abc";

验证：

        // 字面量
        String str = "abc";
        // 字符穿拼接
        String strPlus = "a" + "b" + "c";
        System.out.println(str == strPlus);

结果：

        // 多字符串拼接
        String strAdd = new String();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            strAdd = strAdd + i;
        }

上述代码会在编译时自动优化成：

        // 多字符串拼接自动优化
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            strAdd = new StringBuilder(strAdd).append(i).toString();
        }

这样会减少对象的创建，提高拼接速度。若是需要拼接的字符串比较少，还是建议使用"+"进行拼接，此时拼接效率要比StringBuilder拼接效率高。
若是字符串拼接有关于其他对象的引用，则编译器不会做优化。