【JVM】StringTable（十四）

1、String 的基本特性

1.1、String 概述

　　1、String：字符串，使用一对 “” 引起来表示

1 String s1 = "mogublog" ;               // 字面量的定义方式
2 String s2 =  new String("moxi");     // new 对象的方式

　　2、String声明为final的，不可被继承

　　3、String实现了Serializable接口：表示字符串是支持序列化的。实现了Comparable接口：表示String可以比较大小

　　4、string在jdk8及以前内部定义了final char[] value用于存储字符串数据。JDK9时改为byte[]

　　为什么 JDK9 改变了 String 的结构

　　官方文档：http://openjdk.java.net/jeps/254

　　为什么改为 byte[] 存储？

String类的当前实现将字符存储在char数组中，每个字符使用两个字节(16位)。
从许多不同的应用程序收集的数据表明，字符串是堆使用的主要组成部分，而且大多数字符串对象只包含拉丁字符。这些字符只需要一个字节的存储空间，因此这些字符串对象的内部char数组中有一半的空间将不会使用。
之前 String 类使用 UTF-16 的 char[] 数组存储，现在改为 byte[] 数组外加一个编码标志位存储，该编码标志将指定 String 类中 byte[] 数组的编码方式
结论：String再也不用char[] 来存储了，改成了byte [] 加上编码标记，节约了一些空间
同时基于String的数据结构，例如StringBuffer和StringBuilder也同样做了修改

1 // 之前
2 private final char value[];
3 // 之后
4 private final byte[] value

1.2、String 的基本特征

　　String：代表不可变的字符序列。简称：不可变性。

当对字符串重新赋值时，需要重写指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值。
当对现有的字符串进行连接操作时，也需要重新指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值。
当调用String的replace()方法修改指定字符或字符串时，也需要重新指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值。

　　通过字面量的方式（区别于new）给一个字符串赋值，此时的字符串值声明在字符串常量池中。

　　1）当对字符串重新赋值时，需要重写指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值　　

代码

 1 @Test
 2 public void test1() {
 3     String s1 = "abc";//字面量定义的方式，"abc"存储在字符串常量池中
 4     String s2 = "abc";
 5     s1 = "hello";
 6 
 7     System.out.println(s1 == s2);//判断地址：false
 8 
 9     System.out.println(s1);//hello
10     System.out.println(s2);//abc
11 }

字节码指令

取字符串 “abc” 时，使用的是同一个符号引用：#2

取字符串 “hello” 时，使用的是另一个符号引用：#3

0 ldc #2 <abc>
 2 astore_1
 3 ldc #2 <abc>
 5 astore_2
 6 ldc #3 <hello>
 8 astore_1
 9 getstatic #4 <java/lang/System.out>
12 aload_1
13 aload_2
14 if_acmpne 21 (+7)
17 iconst_1
18 goto 22 (+4)
21 iconst_0
22 invokevirtual #5 <java/io/PrintStream.println>
25 getstatic #4 <java/lang/System.out>
28 aload_1
29 invokevirtual #6 <java/io/PrintStream.println>
32 getstatic #4 <java/lang/System.out>
35 aload_2
36 invokevirtual #6 <java/io/PrintStream.println>
39 return

　　2）当对现有的字符串进行连接操作时，也需要重新指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值

代码

1 @Test
2 public void test2() {
3     String s1 = "abc";
4     String s2 = "abc";
5     s2 += "def";
6     System.out.println(s2);//abcdef
7     System.out.println(s1);//abc
8 }

字节码指令：拼接操作通过 StringBuilder 的 append() 方法完成

 0 ldc #2 <abc>
 2 astore_1
 3 ldc #2 <abc>
 5 astore_2
 6 new #7 <java/lang/StringBuilder>
 9 dup
10 invokespecial #8 <java/lang/StringBuilder.<init>>
13 aload_2
14 invokevirtual #9 <java/lang/StringBuilder.append>
17 ldc #10 <def>
19 invokevirtual #9 <java/lang/StringBuilder.append>
22 invokevirtual #11 <java/lang/StringBuilder.toString>
25 astore_2
26 getstatic #4 <java/lang/System.out>
29 aload_2
30 invokevirtual #6 <java/io/PrintStream.println>
33 getstatic #4 <java/lang/System.out>
36 aload_1
37 invokevirtual #6 <java/io/PrintStream.println>
40 return

　　3）当调用string的replace()方法修改指定字符或字符串时，也需要重新指定内存区域赋值，不能使用原有的value进行赋值

代码

1 @Test
2 public void test3() {
3     String s1 = "abc";
4     String s2 = s1.replace('a', 'm');
5     System.out.println(s1);//abc
6     System.out.println(s2);//mbc
7 }

来看看 replace() 方法的源码，new String(buf, true); 后，返回新的 String 对象

 1 public String replace(char oldChar, char newChar) {
 2     if (oldChar != newChar) {
 3         int len = value.length;
 4         int i = -1;
 5         char[] val = value; /* avoid getfield opcode */
 6 
 7         while (++i < len) {
 8             if (val[i] == oldChar) {
 9                 break;
10             }
11         }
12         if (i < len) {
13             char buf[] = new char[len];
14             for (int j = 0; j < i; j++) {
15                 buf[j] = val[j];
16             }
17             while (i < len) {
18                 char c = val[i];
19                 buf[i] = (c == oldChar) ? newChar : c;
20                 i++;
21             }
22             return new String(buf, true);
23         }
24     }
25     return this;
26 }

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