本文主要是介绍Java常用类--String类(String的不可变性 & 字符串常量池 & 享元模式),对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!
1.String的不可变性
当我们去阅读源代码的时候,会发现有这样的一句话:
我想大家应该就知道为什么String不可变了,String类被final修饰,官方注释说明创建后不能被改变,但是为什么String要使用final修饰呢?
了解一个经典的面试题
public static void main(String[] args) {
// 创建字符串对象
String a = "abc";
String b = "abc";
String c = new String("abc");
System.out.println(a == b); //true
System.out.println(a.equals(b)); //true
System.out.println(a == c); //false
System.out.println(a.equals(c)); //true
}
内存图分析:
分析:
因为String太过常用,JAVA类库的设计者在实现时做了个小小的变化,即采用了享元模
式,每当生成一个新内容的字符串时,他们都被添加到一个共享池中,当第二次再次生成
同样内容的字符串实例时,就共享此对象,而不是创建一个新对象,但是这样的做法仅
仅适合于通过=符号进行的初始化。
- 需要说明一点的是,在object中,equals()是用来比较内存地址的,但是String重写了equals()方法,用来比较内容的,即使是不同地址,只要内容一致,也会返回true,这也就是为什么a.equals©返 回true的原因了。
String不可变的好处:
- 可以实现多个变量引用堆内存中的同一个字符串实例,避免创建的开销。
- 我们的程序中大量使用了String字符串,有可能是出于安全性考虑。
- 大家都知道HashMap中key为String类型,如果可变将变的多么可怕。
- 当我们在传参的时候,使用不可变类不需要去考虑谁可能会修改其内部的值,如果使用可变类的话,可能需要每次记得重新拷贝出里面的值,性能会有一定的损失。
2. 字符串常量池
常量池表(Constant_Pool table)
- Class文件中存储所有常量(包括字符串)的table。这是Class文件中的内容,还不是运行时的内容,不要理解它是个池子,其实就是Class文件中的字节码指令。
运行时常量池(Runtime Constant Pool)
- JVM内存中方法区的一部分,这是运行时的内容。这部分内容(绝大部分)是随着JVM运行时候,从常量池转化而来,每个Class对应一个运行时常量池。上一句中说绝大部分是因为:除了 Class中常量池内容,还可能包括动态生成并加入这里的内容
字符串常量池(String Pool)
- 这部分也在方法区中,但与Runtime Constant Pool不是一个概念,String Pool是JVM实例全局共享的,全局只有一个。JVM规范要求进入这里的String实例叫“被驻留的interned string”,各个JVM可以有不同的实现,HotSpot(JVM的一种类型)是设置了一个哈希表StringTable来引用堆中的字符串实例,被引用就是被驻留。
亨元模式
- 其实字符串常量池这个问题涉及到一个设计模式,叫“享元模式”,顾名思义 - - - > 共享元素模式也就是说:一个系统中如果有多处用到了相同的一个元素,那么我们应该只存储一份此元素,而让所有地方都引用这一个元素
- Java中String部分就是根据享元模式设计的,而那个存储元素的地方就叫做“字符串常量池 - String Pool”
详细分析
int x = 10;
String y = "hello";
- 首先, 10 和 “hello” 会在经过javac(或者其他编译器)编译过后变为Class文件中constant_pool table(常量池表) 的内容。
- 当我们的程序运行时,也就是说JVM运行时,每个Class constant_pool table 中的内容会被加载到JVM内存中的方法区中各自Class的 Runtime Constant Pool。
- 一个没有被String Pool包含的Runtime Constant Pool中的字符串(这里是"hello")会被加入到String Pool中(HosSpot使用hashtable引用方式),步骤如下:
- 在Java Heap(堆)中根据"hello"字面量create一个字符串对象
- 将字面量"hello"与字符串对象的引用在hashtable中关联起来键 - 值(形式是:“hello” = 对象的引用地址。)
另外来说,当一个新的字符串出现在Runtime Constant Pool中时怎么判断需不需要在Java Heap中创建新对象呢?
- 策略是这样:会先去根据equals来比较Runtime Constant Pool中的这个字符串是否和String Pool中某一个是相等的(也就是找是否已经存在),如果有那么就不创建,直接使用其引用;反之,就如同上面的第三步。
- 如此,就实现了享元模式,提高的内存利用效率。
举例:
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