String類

在Java中String類的使用的頻率可謂相當高。它是Java語言中的核心類，在java.lang包下，主要用于字符串的比較、查找、拼接等等操作。如果要深入理解一個類，最好的方法就是看看源碼：

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從源碼中，可以看出以下幾點：

• String類被final關(guān)鍵字修飾，表示String類不能被繼承，并且它的成員方法都默認為final方法。

• String類實現(xiàn)了Serializable、CharSequence、 Comparable接口。

• String類的值是通過char數(shù)組存儲的，并且char數(shù)組被private和final修飾，字符串一旦創(chuàng)建就不能再修改。

下面通過幾個問題不斷加深對String類的理解。

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問題一

上面說字符串一旦創(chuàng)建就不能再修改，String類提供的replace()方法不就可以替換修改字符串的內(nèi)容嗎？

實際上replace()方法并沒有對原字符串進行修改，而是創(chuàng)建了一個新的字符串返回，看看源碼就知道了。

其他方法也是一樣，無論是sub、concat還是replace操作都不是在原有的字符串上進行的，而是重新生成了一個新的字符串對象。

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問題二

為什么要使用final關(guān)鍵字修飾String類？

首先要講final修飾類的作用，被final修飾的類不能被繼承，類中的所有成員方法都會被隱式地指定為final方法。也就是不能擁有子類，成員方法也不能被重寫。

回到問題，String類被final修飾主要基于安全性和效率兩點考慮。

• 安全性

因為字符串是不可變的，所以是多線程安全的，同一個字符串實例可以被多個線程共享。這樣便不用因為線程安全問題而使用同步。字符串自己便是線程安全的。

String被許多的Java類(庫)用來當做參數(shù)，比如網(wǎng)絡連接地址URL，文件路徑path，還有反射機制所需要的String參數(shù)等，假若String不是固定不變的，將會引起各種安全隱患。

• 效率

字符串不變性保證了hash碼的唯一性，因此可以放心的進行緩存，這也是一種性能優(yōu)化手段，意味著不必每次都取計算新的哈希碼。

只有當字符串是不可變的，字符串池才有可能實現(xiàn)，字符串常量池是java堆內(nèi)存中一個特殊的存儲區(qū)域，當創(chuàng)建一個String對象，假如此字符串值已經(jīng)存在于常量池中，則不會創(chuàng)建一個新的對象，而是引用已經(jīng)存在的對象。

字符串常量池

字符串的分配和其他對象分配一樣，是需要消耗高昂的時間和空間的，而且字符串我們使用的非常多。JVM為了提高性能和減少內(nèi)存的開銷，所以在實例化字符串的時候使用字符串常量池進行優(yōu)化。

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池化思想其實在Java中并不少見，字符串常量池也是類似的思想，當創(chuàng)建字符串時，JVM會首先檢查字符串常量池，如果該字符串已經(jīng)存在常量池中，那么就直接返回常量池中的實例引用。如果字符串不存在常量池中，就會實例化該字符串并且將其放到常量池中。

我們可以寫個簡單的例子證明：

還有一個面試中經(jīng)常問的，new String(“abc”)創(chuàng)建了幾個對象？

這可能就是想考你對字符串常量池的理解，我一般回答是一個或者兩個對象。

如果之前"abc"字符串沒有使用過，毫無疑問是創(chuàng)建兩個對象，堆中創(chuàng)建了一個String對象，字符串常量池創(chuàng)建了一個，一共兩個。

如果之前已經(jīng)使用過了"abc"字符串，則不會再在字符串常量池創(chuàng)建對象，而是從字符串常量緩沖區(qū)中獲取，只會在堆中創(chuàng)建一個String對象。

字符串拼接

字符串的拼接在Java中是很常見的操作，但是拼接字符串并不是簡簡單單地使用"+"號即可，還有一些要注意的點，否則會造成效率低下。

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比如下面這段代碼：

在循環(huán)內(nèi)使用+=拼接字符串會有什么問題呢？我們反編譯一下看看就知道了。

其實反編譯后，我們可以看到String類使用"+="拼接的底層其實是使用StringBuilder，先初始化一個StringBuilder對象，然后使用append()方法拼接，最后使用toString()方法得到結(jié)果。

問題在于如果在循環(huán)體內(nèi)使用+=拼接，會創(chuàng)建很多臨時的StringBuilder對象，拼接后再調(diào)用toString()賦給原String對象。這會生成大量臨時對象，嚴重影響性能。

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所以在循環(huán)體內(nèi)進行字符串拼接時，建議使用StringBuilder或者StringBuffer類，例子如下：

StringBuilder和StringBuffer的區(qū)別在于，StringBuffer的方法都被sync關(guān)鍵字修飾，所以是線程安全的，而StringBuilder則是線程不安全的(效率高)。

總結(jié)

回顧一下，本文介紹了String類的不可變的特點，還有字符串常量池的作用，最后簡單地從JVM編譯的層面對字符串拼接提出一點建議。所謂溫故而知新，即使是一些很基礎很常見的類，如果深入去探索的話，也會有一番收獲。

這篇文章就講到這里了，感謝大家的閱讀，希望看完大家能有所收獲！

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作者：java技術(shù)愛好者
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來源：掘金
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