Java 字符串构造函数优化答案

【问题标题】：Java String Constructor OptimizationJava 字符串构造函数优化
【发布时间】：2013-09-12 21:43:00
【问题描述】：

假设我有一个方法：

public String getString() {
    char[] array = new char[]{'a', 'b', 'c'};
    return new String(array);
}

数组是否仍然复制到 String 构造函数中，还是 Java 编译器足够聪明，可以识别数组中的元素不能更改，因此它只能引用数组？

谢谢

【问题讨论】：

你可以看看String源代码。
是的，我知道字符串源代码会复制数组。我想知道Java编译器是否可以覆盖它？
你是指JIT编译器还是javac？
任何一个，我只想知道这种优化是否可以发生在管道中的任何地方。
我没有办法证明这可以发生，但 Java 有一个称为“逃逸分析”的 JIT 优化。当分配给堆栈会更快时，这可用于避免分配给堆。由于 C++ 现在有移动构造函数，所以在编写代码时假设 Oracle 的某个人会解决这个问题并使用 Escape Analysis 来防止不必要的复制。不要预先优化。 docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/guides/vm/…

标签： java string optimization

【解决方案1】：

由于 java String 类是不可变的，因此构造函数必须复制数组。

否则有人可以持有对数组的引用并对其进行修改：

char[] array = new char[]{'a', 'b', 'c'};
String string = new String(array);

array[1] = 'd'; // array modification must NOT affect the string

【讨论】：

从技术上讲，JIT 可以使用转义分析来确定没有其他人获得过char[]，因此它可以使用第一个实例而不复制它。但是 afaik，没有 JIT 这样做。您无法在 javac 中执行此操作，因为您不知道 java.lang.String 将来会如何变化（尽管这种变化不太可能会破坏这种行为）。

【解决方案2】：

查看java.lang.String的来源：

/**
 * Allocates a new {@code String} so that it represents the sequence of
 * characters currently contained in the character array argument. The
 * contents of the character array are copied; subsequent modification of
 * the character array does not affect the newly created string.
 *
 * @param  value
 *         The initial value of the string
 */
public String(char value[]) {
    this.value = Arrays.copyOf(value, value.length);
}

编辑：

另见java.util.Arrays 的来源，它调用System.arraycopy。

【讨论】：

【解决方案3】：

答案应该很明显：要使String 保持不变，它必须防御性地复制数组。

考虑这段代码：

public String getString() {
    char[] array = new char[]{'a', 'b', 'c'};
    String s = new String(array); // abc
    array[0] = 'x';
    return s; // xbc 
}

如果数组没有被复制，则后备数组将会泄露，从而使字符串暴露于可变性。

【讨论】：

【解决方案4】：

也看看这个构造器：

  153     public String(String original) {
  154         this.value = original`.value;
  155         this.hash = original.hash;
  156     }

这将是一个字符串文字：

"abc"

这只是对 String(char[] value) 的调用，其中 a、b、c 作为 char 数组的元素传入。简而言之，String x = "abc" 只是编译器为您提供的语法糖，以解决您在上面所做的事情。

【讨论】：

【解决方案5】：

如果你看到源代码，你就会得到答案。输入数组被复制而不被引用。以下是源代码：

public String(char value[]) {
this.offset = 0;
this.count = value.length;
this.value = StringValue.from(value);
}

static char[] from(char[] value) {
    return Arrays.copyOf(value, value.length);
}

【讨论】：