• 《编程导论(Java)·7.4.4 String对象问题》


    String是Java API中使用频率第一的类,曾经在CSDN论坛上。至少每一个月都有相关的贴子,讨论==和equals()。

    本节介绍这一部分的内容,也有一个重要更正


    String文字在程序中被大量地使用。String文字作为引用,指向一个String对象。比如"baby"指向的一个String对象,该对象保存的数据主要有一个char[]引用和3个int值

    字符串拘留

    为了有效地利用堆(享元模式),加快字符串处理效率(以==比較替代equals(Object)比較),多种语言如Java、C#和Python等,都支持字符串拘留/集中营(string interning)技术,即对每个不同的字符串值仅保存一个拷贝(前提是它必须是不变对象)。

    Java中两种拘留方式:

    编译器将一个类中全部的String文字和常量表达式(如"ba"+"by"、"ba"+3+2等)加以分析。求出常量表达式的结果——String文字。然后只将不同的String文字表示为class文件的各个CONSTANT_String_info项(同样的这时就统一了)。在类加载时。依照它的符号引用CONSTANT_Utf8_info,提取二进制表示的各字符并在“堆”中创建String对象,并将该对象的引用在一个HashMap中注冊。

    在该HashMap中注冊过的全部String对象的集合,有时候称为字符串池(string interning pool)。该HashMap驻留在方法区。而字符串池在堆中(注意。如同Java不在栈中分配对象空间一样,只具有逻辑上的含义)。

    package jvm.internedStrings;
    public class OnlyOneCopy{
        static String str1 = "abc"; 
        String str2 = "a"+"bc"; 
        public void foo(){
            String str3 = "a"+"b"+'c'; // 'c'不是"c"
            System.out.println(str1==str3);
        }
    }
    

    加载OnlyOneCopy 时,JVM依照class文件的常量池中CONSTANT_String_info项创建一个String对象。由于编译器自己主动支持字符串拘留技术,因而将刚才创建的String对象的引用"abc"在HashMap中注冊并交给不知名变量(假定为#2)保存。

    类的初始化阶段。静态变量str1被初始化,即取出#2的引用"abc"赋值给str1;当在某处创建OnlyOneCopy对象时,将初始化事实上例域str2。即将#2的值赋值给str2;当某个程序调用方法foo()时。将#2的值赋值给str3。

    注意,3个引用变量所处的各种位置


    最后的结果是:通过==能够推断str1、str2和str3三者指向同一个对象

    但要注意,假设字符串的连接操作符中包括变量,则编译器无法足够聪明地确定该表达式的值。比如String str1 = "abc";String str2 =str1+ "";

    str1和 str2 指向不同的对象。

    假设要降低多个字符串拷贝,有两个手段达到该目的:以final修饰str1;使用String的intern()方法,如str2= (str1+""). intern()。

    xxx.intern()意味着将xxx的内容通过equals(Object)方法,推断HashMap中是否存在一个 相等对象的引用。

    假设存在则将该引用作为xxx自己的引用;假设不存在,则将xxx的值在HashMap中注冊,本String对象入池。

    字符串池中的String对象是否能被垃圾回收?在现代的JVM实现中,一个被拘String对象,假设它不是编译时常量并且它不再被引用。则能够被垃圾回收。


    字符子串


    String 类的substring(int begin,intend)返回消息接受对象的范围为[begin.. end)的子字符串对象。并且该String对象是没有被拘留的


    我们知道,String对象保存的数据主要有一个char[]引用和几个int值。JVM创建子字符串对象本身的代价极小。代价主要在char[]变量v指向的char[]。

    String str =  "abc……十万个为什么".substring(0,1);

    Java 7u6之前。创建的子字符串对象时。并不须要复制不论什么字符,子字符串和原字符串对象共享一个底层char[]对象,子字符串只是对原String对象的几个int成员变量(偏移量、长度等)加以更改。

    可是。假设底层char[]对象在后面并不须要。则str本来仅仅须要一个字符。可是其char[]变量v指向的整个char[]。比方说10W长度的空间得不到释放。因而Java 7中。将底层char[]对象截取所需部分并复制。


    參考JDK源码例如以下:

    //JDK 6
    String(int offset, int count, char value[]) {
    	this.value = value;
    	this.offset = offset;
    	this.count = count;
    }
     
    public String substring(int beginIndex, int endIndex) {
    	//check boundary
    	return  new String(offset + beginIndex, endIndex - beginIndex, value);
    }

    //JDK 7
    public String(char value[], int offset, int count) {
    	//check boundary
    	this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset + count);
    }
     
    public String substring(int beginIndex, int endIndex) {
    	//check boundary
    	int subLen = endIndex - beginIndex;
    	return new String(value, beginIndex, subLen);
    }

    【图 7-10 子字符串对象】从上图更正为下图。



    练习7-1.:没有其它"abc"干扰时,String str = new String("abc") 会在堆中创建几个String对象

    练习7-2.:介绍字符串拘留 (string interning)技术的意义。提示:空间和时间

    练习7-3.:String文字能够被垃圾回收吗?

    练习7-4.:编程:大量拘留String。观察在字符串较小如"1"、"2"和较大如"interninterninterninternintern1"时PermGen space可以拘留String的个数。

      练习7-x1.:

    String str1 = "abc"; 
    String str2 = str1.substring(0,1); // "a" 
    System.out.println("a"==str2);

    输出:_____ ;原因_____________。

    练习7-x2.:为什么在Java7u6之后,程序猿不须要写这种代码:

    String str =  "abc……十万个为什么";

    str =  str.substring(0,1)+"";




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