作者：每次上網(wǎng)沖杯Java時(shí)，都能看到關(guān)于String無(wú)休無(wú)止的爭(zhēng)論。還是覺得有必要讓這個(gè)討厭又很可愛的String美眉，赤裸裸的站在我們這些Java色狼面前了。嘿嘿....

眾所周知，String是由字符組成的串，在程序中使用頻率很高。Java中的String是一個(gè)類，而并非基本數(shù)據(jù)類型。 不過她卻不是普通的類哦！！！

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【鏡頭1】 String對(duì)象的創(chuàng)建
????? 1、關(guān)于類對(duì)象的創(chuàng)建，很普通的一種方式就是利用構(gòu)造器，String類也不例外：String s=new String("Hello world"); 問題是參數(shù)"Hello world"是什么東西，也是字符串對(duì)象嗎?莫非用字符串對(duì)象創(chuàng)建一個(gè)字符串對(duì)象?

????? 2、當(dāng)然，String類對(duì)象還有一種大家都很喜歡的創(chuàng)建方式：String s="Hello world"; 但是有點(diǎn)怪呀，怎么與基本數(shù)據(jù)類型的賦值操作（int i=1）很像呀?

????? 在開始解釋這些問題之前，我們先引入一些必要的知識(shí):

★ Java class文件結(jié)構(gòu) 和常量池
????? 我們都知道，Java程序要運(yùn)行，首先需要編譯器將源代碼文件編譯成字節(jié)碼文件(也就是.class文件)。然后在由JVM解釋執(zhí)行。
????? class文件是8位字節(jié)的 二進(jìn)制流 。這些二進(jìn)制流的涵義由一些 緊湊的有意義的項(xiàng) 組成。比如class字節(jié)流中最開始的4個(gè)字節(jié)組成的項(xiàng)叫做 魔數(shù) (magic)，其意義在于分辨class文件(值為0xCAFEBABE)與非class文件。class字節(jié)流大致結(jié)構(gòu)如下圖左側(cè)。

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????? 其中，在class文件中有一個(gè)非常重要的項(xiàng)—— 常量池 。這個(gè)常量池專門放置源代碼中的符號(hào)信息(并且不同的符號(hào)信息放置在不同標(biāo)志的常量表中)。如上圖右側(cè)是HelloWorld代碼中的常量表（HelloWorld代碼如下），其中有四個(gè)不同類型的常量表(四個(gè)不同的常量池入口)。 關(guān)于常量池的具體細(xì)節(jié)，請(qǐng)參照我的博客《 Class文件內(nèi)容及常量池 》

    public class HelloWorld{
	void hello(){
		System.out.println("Hello world");
	}
}
  

????? 通過上圖可見，代碼中的"Hello world"字符串字面值被編譯之后，可以清楚的看到存放在了class常量池中的字符串常量表中(上圖右側(cè)紅框區(qū)域)。

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★ JVM運(yùn)行class文件

????? 源代碼編譯成class文件之后，JVM就要運(yùn)行這個(gè)class文件。它首先會(huì)用類裝載器加載進(jìn)class文件。然后需要?jiǎng)?chuàng)建許多內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存放class文件中的字節(jié)數(shù)據(jù)。比如class文件對(duì)應(yīng)的類信息數(shù)據(jù)、常量池結(jié)構(gòu)、方法中的二進(jìn)制指令序列、類方法與字段的描述信息等等。當(dāng)然，在運(yùn)行的時(shí)候，還需要為方法創(chuàng)建棧幀等。這么多的內(nèi)存結(jié)構(gòu)當(dāng)然需要管理，JVM會(huì)把這些東西都組織到幾個(gè)“ 運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū) ”中。這里面就有我們經(jīng)常說(shuō)的“ 方法區(qū) ”、“ 堆 ”、“ Java棧 ”等。 詳細(xì)請(qǐng)參見我的博客《 Java 虛擬機(jī)體系結(jié)構(gòu) 》 。

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????? 上面我們提到了， 在Java源代碼中的每一個(gè)字面值字符串，都會(huì)在編譯成class文件階段，形成標(biāo)志號(hào) 為8(CONSTANT_String_info)的常量表 。 當(dāng)JVM加載 class文件的時(shí)候，會(huì)為對(duì)應(yīng)的常量池建立一個(gè)內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并存放在方法區(qū)中。同時(shí)JVM會(huì)自動(dòng)為CONSTANT_String_info常量表中 的字符串常量字面值 在堆中 創(chuàng)建 新的String對(duì)象(intern字符串 對(duì)象 ，又叫拘留字符串對(duì)象)。然后把CONSTANT_String_info常量表的入口地址轉(zhuǎn)變成這個(gè)堆中String對(duì)象的直接地址(常量池解 析)。?

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????? 這里很關(guān)鍵的就是這個(gè) 拘留字符串對(duì)象 。 源代碼中所有相同字面值的字符串常量只可能建立唯一一個(gè)拘留字符串對(duì)象。 實(shí)際上JVM是通過一個(gè)記錄了拘留字符串引用的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)維持這一特性的。在Java程序中，可以調(diào)用String的intern()方法來(lái)使得一個(gè)常規(guī)字符串對(duì)象成為拘留字符串對(duì)象。我們會(huì)在后面介紹這個(gè)方法的。

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★ 操作碼助憶符指令
? ? ? 有了上面闡述的兩個(gè)知識(shí)前提，下面我們將根據(jù)二進(jìn)制指令來(lái)區(qū)別兩種字符串對(duì)象的創(chuàng)建方式： ?

????? (1) String s=new String("Hello world");編譯成class文件后的指令(在myeclipse中查看):

    0  new java.lang.String [15]  //在堆中分配一個(gè)String類對(duì)象的空間，并將該對(duì)象的地址堆入操作數(shù)棧。
3  dup //復(fù)制操作數(shù)棧頂數(shù)據(jù)，并壓入操作數(shù)棧。該指令使得操作數(shù)棧中有兩個(gè)String對(duì)象的引用值。
4  ldc <String "Hello world"> [17] //將常量池中的字符串常量"Hello world"指向的堆中拘留String對(duì)象的地址壓入操作數(shù)棧
6  invokespecial java.lang.String(java.lang.String) [19] //調(diào)用String的初始化方法，彈出操作數(shù)棧棧頂?shù)膬蓚€(gè)對(duì)象地址，用拘留String對(duì)象的值初始化new指令創(chuàng)建的String對(duì)象，然后將這個(gè)對(duì)象的引用壓入操作數(shù)棧
9  astore_1 [s] // 彈出操作數(shù)棧頂數(shù)據(jù)存放在局部變量區(qū)的第一個(gè)位置上。此時(shí)存放的是new指令創(chuàng)建出的，已經(jīng)被初始化的String對(duì)象的地址。

  

????? 事實(shí)上，在運(yùn)行這段指令之前， JVM就已經(jīng)為"Hello world"在堆中創(chuàng)建了一個(gè)拘留字符串( 值得注意的是：如果源程序中還有一個(gè)"Hello world"字符串常量，那么他們都對(duì)應(yīng)了同一個(gè)堆中的拘留字符串)。然后用這個(gè)拘留字符串的值來(lái)初始化堆中用new指令創(chuàng)建出來(lái)的新的String對(duì)象，局部變量s實(shí)際上存儲(chǔ)的是new出來(lái)的堆對(duì)象地址。 大家注意了，此時(shí)在JVM管理的堆中，有兩個(gè)相同字符串值的String對(duì)象：一個(gè)是拘留字符串對(duì)象，一個(gè)是new新建的字符串對(duì)象。如果還有一條創(chuàng)建語(yǔ)句String s1=new String("Hello world")；堆中有幾個(gè)值為"Hello world"的字符串呢? 答案是3個(gè)，大家好好想想為什么吧！

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????? (2)將String s="Hello world";編譯成class文件后的指令:

    0  ldc <String "Hello world"> [15]//將常量池中的字符串常量"Hello world"指向的堆中拘留String對(duì)象的地址壓入操作數(shù)棧
2  astore_1 [str] // 彈出操作數(shù)棧頂數(shù)據(jù)存放在局部變量區(qū)的第一個(gè)位置上。此時(shí)存放的是拘留字符串對(duì)象在堆中的地址

  

????? 和上面的創(chuàng)建指令有很大的不同， 局部變量s存儲(chǔ)的是早已創(chuàng)建好的拘留字符串的堆地址。 大家好好想想，如果還有一條穿件語(yǔ)句String s1="Hello word"；此時(shí)堆中有幾個(gè)值為"Hello world"的字符串呢?答案是1個(gè)。那么局部變量s與s1存儲(chǔ)的地址是否相同呢？? 呵呵, 這個(gè)你應(yīng)該知道了吧。

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★ 鏡頭總結(jié)： String類型脫光了其實(shí)也很普通。真正讓她神秘的原因就在于 CONSTANT_String_info常量表 和 拘留字符串對(duì)象 的存在。現(xiàn)在我們可以解決江湖上的許多紛爭(zhēng)了。

? 【 紛爭(zhēng)1】關(guān)于字符串相等關(guān)系的爭(zhēng)論

    //代碼1
String sa=new String("Hello world");          
String sb=new String("Hello world");    
System.out.println(sa==sb);  // false     
//代碼2  
String sc="Hello world";  
String sd="Hello world";
System.out.println(sc==sd);  // true 
  

?????? 代碼1中局部變量sa,sb中存儲(chǔ)的是JVM在堆中new出來(lái)的兩個(gè)String對(duì)象的內(nèi)存地址。雖然這兩個(gè)String對(duì)象的值(char[]存放的字符序列)都是"Hello world"。 因此"=="比較的是兩個(gè)不同的堆地址。 代碼2中局部變量sc,sd中存儲(chǔ)的也是地址，但卻都是常量池中"Hello world"指向的堆的唯一的那個(gè)拘留字符串對(duì)象的地址 。自然相等了。

? 【紛爭(zhēng)2】 字符串“+”操作的內(nèi)幕

    //代碼1
String sa = "ab";                                        
String sb = "cd";                                     
String sab=sa+sb;                                    
String s="abcd";
System.out.println(sab==s); // false
//代碼2
String sc="ab"+"cd";
String sd="abcd";
System.out.println(sc==sd); //true
  

?????? 代碼1中局部變量sa,sb存儲(chǔ)的是堆中兩個(gè)拘留字符串對(duì)象的地址。 而當(dāng)執(zhí)行sa+sb時(shí)，JVM首先會(huì)在堆中創(chuàng)建一個(gè)StringBuilder類，同時(shí)用sa指向的拘留字符串對(duì)象完成初始化，然后調(diào)用append方法完成對(duì)sb所指向的拘留字符串的合并操作，接著調(diào)用StringBuilder的toString()方法在堆中創(chuàng)建一個(gè)String對(duì)象，最后將剛生成的String對(duì)象的堆地址存放在局部變量sab中。而局部變量s存儲(chǔ)的是常量池中"abcd"所對(duì)應(yīng)的拘留字符串對(duì)象的地址。 sab與s地址當(dāng)然不一樣了。這里要注意了，代碼1的堆中實(shí)際上有五個(gè)字符串對(duì)象：三個(gè)拘留字符串對(duì)象、一個(gè)String對(duì)象和一個(gè)StringBuilder對(duì)象。
????? 代碼2中"ab"+"cd"會(huì)直接在編譯期就合并成常量"abcd"， 因此相同字面值常量"abcd"所對(duì)應(yīng)的是同一個(gè)拘留字符串對(duì)象，自然地址也就相同。

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【鏡頭二】? String三姐妹(String,StringBuffer,StringBuilder)
??????? String扒的差不多了。但他還有兩個(gè)妹妹StringBuffer,StringBuilder長(zhǎng)的也不錯(cuò)哦！我們也要下手了：
? ?? ?????????????????????? String(大姐，出生于JDK1.0時(shí)代)????????? 不可變字符序列
??? ?????????????????????? StringBuffer(二姐，出生于JDK1.0時(shí)代)??? 線程安全的可變字符序列
??? ?????????????????????? StringBuilder(小妹，出生于JDK1.5時(shí)代)?? 非線程安全的可變字符序列

    //String 
public final class String
{
        private final char value[];

         public String(String original) {
              // 把原字符串original切分成字符數(shù)組并賦給value[];
         }
}

//StringBuffer 
public final class StringBuffer extends AbstractStringBuilder
{
         char value[]; //繼承了父類AbstractStringBuilder中的value[]
         public StringBuffer(String str) {
                 super(str.length() + 16); //繼承父類的構(gòu)造器，并創(chuàng)建一個(gè)大小為str.length()+16的value[]數(shù)組
                 append(str); //將str切分成字符序列并加入到value[]中
        }
}
  

    //測(cè)試代碼
public class RunTime{
    public static void main(String[] args){
           ● 測(cè)試代碼位置1
          long beginTime=System.currentTimeMillis();
          for(int i=0;i<10000;i++){
                 ● 測(cè)試代碼位置2
          }
          long endTime=System.currentTimeMillis();
          System.out.println(endTime-beginTime);   
    }
}