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一、String 对象
String在java的开发中非常广泛,可以直接通过字面量的方式进行声明。但值得注意的是,String不是基本数据类型,而是一个引用。所以String对象存储在堆空间,它的引用在栈空间。
当 Java 中对引用类型变量赋值时,可以理解为将这个变量(引用)指向一块内存地址。当执行这段代码时,实际上是栈中一个 str 指向堆中一块内存空间。
String str = "Hello";
源码如下,这也是String具有不可变的原因:
首先,可以看到这里面有个非常重要的属性,即 private final 的 char 数组,数组名字叫 value。它存储着字符串的每一位字符,同时 value 数组是被 final 修饰的,也就是说,这个 value 一旦被赋值,引用就不能修改了;
并且在 String 的源码中可以发现,除了构造函数之外,并没有任何其他方法会修改 value 数组里面的内容,而且 value 的权限是 private,外部的类也访问不到,所以最终使得 value 是不可变的。
二、String 是不可变的
2.1 不可变对象
不可变对象:如果对象创建完成之后,其状态不会被修改,那么这个对象就是不可变对象。那对象的状态又如何理解呢?
对象状态:类里面定义的成员变量叫做属性,运行时创建出来的对象的属性的具体值就是该对象的状态。
更多学习:深入理解Java中的不可变对象
2.2 不可变的好处
此文章列举了四点好处,分别是:
1、字符串常量池
2、用作HashMap的key
3、缓存HashCode
4、线程安全
详细内容见此:
74 为什么 String 被设计为是不可变的?之不可变的好处
2.3 String常量池
String是不可变对象,那么它存储在哪里?
前置知识:JVM内存管理。Java程序的存储由JVM进行管理, JVM 提供了一块内存用于存放 String 字符串对象。至于String常量池存放的位置,也经历了一些变迁:
深入理解Java字符串常量池
2.4 设计模式之享元模式
其实字符串常量池这个问题涉及到一个设计模式,叫“享元模式”,顾名思义 共享元素模式
也就是说:一个系统中如果有多处用到了相同的一个元素,那么我们应该只存储一份此元素,而让所有地方都引用这一个元素
Java中String部分就是根据享元模式设计的,而那个存储元素的地方就叫做“字符串常量池 - String Pool”
2.5 String 、StringBuilder、StringBuffer
说到 String 类就自然而然的想到了两个与之关系密切的类。由于 String 对象不可变,每一个操作都会产生新的对象,这样似乎不太友好,可能会造成内存占用过大,而且会频繁创建对象。所以官方给我们提供了一个类 StringBuilder 。这个类可以在原字符串的基础上进行增删改,并且不会新开辟内存空间。这就弥补了有些场景下 String 的不友好性。它跟 String 非常类似,还记得之前我们说 String 内部维护了一个 final char[] value 吗?StringBuilder 内部维护了一个 char[] value 没有用 final 修饰,所以它是可以在原字符串基础上做修改的。
StringBuffer 其实和 StringBuilder 是一样的,只是 StringBuffer 对于字符串的增删改方法都加上了 synchronized 关键字,这样一来对于字符串的操作就是线程安全的,由于线程安全所以其性能也次于 StringBuilder。
扩展阅读文章
这两篇文章都系统的介绍了String:
一文带你彻底搞懂 Java String 字符串
提高:以下文章展示了反编译代码和大量String源码,可以作为深入知识进行理解:
Java中String类原理详解
扩展:列举了String常用的一些方法,并附带例子:
Java的String(字符串详解)