• java之String类在堆栈存储机制


    String类是一个比较特殊的类,最主要的体现是它有多种创建形式,例如,String a ="abc";Sting a=new("abc");表面上看得到的结果貌似一样,但是其实在java内部的创建机制上是很不同的。

    例如:关于String str = "abc"的内部工作。
    Java内部将此语句转化为以下几个步骤:

    (1)先定义一个名为str的对String类对象引用变量:String str;
    (2)在栈中查找有没有存放值为"abc"的地址,如果没有,则开辟一个存放字面值为"abc"的地址,接着创建一个新的String类的对象o,并将o的字符串值指向这个地址,而且在栈中这个地址旁边记下这个引用的对象o。如果已经有了值为"abc"的地址,则查找对象o,并返回o的地址。
    (3)将str指向对象o的地址。
    值得注意的是,一般String类中字符串值都是直接存值的。但像String str = "abc";这种场合下,其字符串值却是保存了一个指向存在栈中数据的引用!
    为了更好地说明这个问题,我们可以通过以下的几个代码进行验证。
    String str1 = "abc";
    String str2 = "abc";
    System.out.println(str1==str2); //true
    注意,我们这里并不用str1.equals(str2);的方式,因为这将比较两个字符串的值是否相等。==号,根据JDK的说明,只有在两个引用都指向了同一个对象时才返回真值。而我们在这里要看的是,str1与str2是否都指向了同一个对象。
    结果说明,JVM创建了两个引用str1和str2,但只创建了一个对象,而且两个引用都指向了这个对象。
    我们再来更进一步,将以上代码改成:
    String str1 = "abc";
    String str2 = "abc";
    str1 = "bcd";
    System.out.println(str1 + "," + str2); //bcd, abc
    System.out.println(str1==str2); //false
    这就是说,赋值的变化导致了类对象引用的变化,str1指向了另外一个新对象!而str2仍旧指向原来的对象。上例中,当我们将str1的值改为"bcd"时,JVM发现在栈中没有存放该值的地址,便开辟了这个地址,并创建了一个新的对象,其字符串的值指向这个地址。
    事实上,String类被设计成为不可改变(final)的类。如果你要改变其值,可以,但JVM在运行时根据新值悄悄创建了一个新对象,然后将这个对象的地址返回给原来类的引用。这个创建过程虽说是完全自动进行的,但它毕竟占用了更多的时间。在对时间要求比较敏感的环境中,会带有一定的不良影响。
    再修改原来代码:
    String str1 = "abc";
    String str2 = "abc";
    str1 = "bcd";
    String str3 = str1;
    System.out.println(str3); //bcd
    String str4 = "bcd";
    System.out.println(str1 == str4); //true
    str3这个对象的引用直接指向str1所指向的对象(注意,str3并没有创建新对象)。当str1改完其值后,再创建一个String的引用str4,并指向因str1修改值而创建的新的对象。可以发现,这回str4也没有创建新的对象,从而再次实现栈中数据的共享。
    我们再接着看以下的代码。
    String str1 = new String("abc");
    String str2 = "abc";
    System.out.println(str1==str2); //false
    创建了两个引用。创建了两个对象。两个引用分别指向不同的两个对象。
    String str1 = "abc";
    String str2 = new String("abc");
    System.out.println(str1==str2); //false
    创建了两个引用。创建了两个对象。两个引用分别指向不同的两个对象。
    以上两段代码说明,只要是用new()来新建对象的,都会在堆中创建,而且其字符串是单独存值的,即使与栈中的数据相同,也不会与栈中的数据共享。
    6. 数据类型包装类的值不可修改。不仅仅是String类的值不可修改,所有的数据类型包装类都不能更改其内部的值。
    7. 结论与建议:
    (1)我们在使用诸如String str = "abc";的格式定义类时,总是想当然地认为,我们创建了String类的对象str。担心陷阱!对象可能并没有被创建!唯一可以肯定的是,指向String类的引用被创建了。至于这个引用到底是否指向了一个新的对象,必须根据上下文来考虑,除非你通过new()方法来显要地创建一个新的对象。因此,更为准确的说法是,我们创建了一个指向String类的对象的引用变量str,这个对象引用变量指向了某个值为"abc"的String类。清醒地认识到这一点对排除程序中难以发现的bug是很有帮助的。
    (2)使用String str = "abc";的方式,可以在一定程度上提高程序的运行速度,因为JVM会自动根据栈中数据的实际情况来决定是否有必要创建新对象。而对于String str = new String("abc");的代码,则一概在堆中创建新对象,而不管其字符串值是否相等,是否有必要创建新对象,从而加重了程序的负担。
    (3)当比较包装类里面的数值是否相等时,用equals()方法;当测试两个包装类的引用是否指向同一个对象时,用==。
    (4)由于String类的final性质,当String变量需要经常变换其值时,应该考虑使用StringBuffer类,以提高程序效率。
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