String中的秘密

字符串相加

字符串相加在Java中使用非常频繁,通常情况下使用"+"就可以方便快捷的完成目标,但是你可能听过"+"在有些时候效率不高,需要用StringBuilder代替.但是这种说法的背后原因是什么呢,哪种情况下适用呢?下面结合Jdk命令Javap解释这俩问题.

一个普通的字符串相加:
public class StringTest {
    public static void main(String[] args){
      String a = "a";
      String b = "b";
      String c = "c";
      String d = a + b + c;
      System.out.println(d);
    }
}

使用javap查看编译后的字节码:

zeal@zeal-ThinkPad:~/tobenew$ javap -c StringTest
Picked up JAVA_TOOL_OPTIONS: -javaagent:/usr/share/java/jayatanaag.jar 
Compiled from "StringTest.java"
public class StringTest {
  public StringTest();
    Code:
       0: aload_0       
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return        
  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: ldc           #2                  // String a
       2: astore_1      
       3: ldc           #3                  // String b
       5: astore_2      
       6: ldc           #4                  // String c
       8: astore_3      
       9: new           #5                  // class java/lang/StringBuilder
      12: dup           
      13: invokespecial #6                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
      16: aload_1       
      17: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
      20: aload_2       
      21: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
      24: aload_3       
      25: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
      28: invokevirtual #8                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
      31: astore        4
      33: getstatic     #9                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      36: aload         4
      38: invokevirtual #10                 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
      41: return        
}

我们并不讨论具体的指令含义,简单来看"+"在编译中被StringBuilder替换,所以说"+"只是一个语法上的简化,最后通过编译器编译成了StringBuilder的append实现.可以发现在这里"+"和手写append其实是一样的,"+"更易读些.

循环中的字符串相加:
public class StringTest {
   public static void main(String[] args){
     final String a = "a";
     String b = "b";
     for(int i=0; i<5; i++) {
        b = b + a;
     }
     System.out.println(b);
   }
}

使用javap查看编译后的字节码:

zeal@zeal-ThinkPad:~/tobenew$ javap -c StringTest
Picked up JAVA_TOOL_OPTIONS: -javaagent:/usr/share/java/jayatanaag.jar 
Compiled from "StringTest.java"
public class StringTest {
  public StringTest();
    Code:
       0: aload_0       
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return        

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: ldc           #2                  // String b
       2: astore_2      
       3: iconst_0      
       4: istore_3      
       5: iload_3       
       6: iconst_5      
       7: if_icmpge     36
      10: new           #3                  // class java/lang/StringBuilder
      13: dup           
      14: invokespecial #4                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
      17: aload_2       
      18: invokevirtual #5                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
      21: ldc           #6                  // String a
      23: invokevirtual #5                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
      26: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
      29: astore_2      
      30: iinc          3, 1
      33: goto          5
      36: getstatic     #8                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      39: aload_2       
      40: invokevirtual #9                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
      43: return        
}

仔细看可以发现StringBuilder对象创建被放在了循环里面(goto语句),所以如果循环次数特别多就不适合用"+"了,要不然会创建大量的StringBuilder对象.正确的用法是这样:

public class StringTest {
   public static void main(String[] args){
     String a = "a";
     StringBuilder builder = new StringBuilder("b");
     for(int i=0; i<5; i++) {
        builder.append(a);
     }
     System.out.println(builder.toString());
   }
}
final字符串的相加:
public class StringTest {
    public static void main(String[] args){
      final String a = "a";
      final String b = "b";
      final String c = "c";
      String d = a + b + c;
      System.out.println(d);
    }
}

使用javap查看编译后的字节码:

zeal@zeal-ThinkPad:~/tobenew$ javap -c StringTest
Picked up JAVA_TOOL_OPTIONS: -javaagent:/usr/share/java/jayatanaag.jar 
Compiled from "StringTest.java"
public class StringTest {
  public StringTest();
    Code:
       0: aload_0       
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return        
  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: ldc           #2                  // String abc
       2: astore        4
       4: getstatic     #3                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       7: aload         4
       9: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
      12: return        
}

我们发现根本没有StringBuilder对象被创建,因为a,b,c值不会改变,所以d是一个确定值.Java在编译期就进行了优化.

字符串常量池的位置

常量池的位置在Jdk1.6之前(包括1.6)属于永久区的一部分,而在1.7之后(包括1.7)被移到了堆中管理.

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
public class StringTest {
   public static void main(String[] args){
        List<String> strList = new ArrayList<String>();
    int i=0;
    while(true){
        strList.add((i+"").intern());
        i++;
    }
   }
}
zeal@zeal-pc:~$ ./soft/jdk/jdk1.6.0_45/bin/java -Xmx10m -XX:MaxPermSize=5m -XX:-UseGCOverheadLimit StringTest
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
    at java.lang.String.intern(Native Method)
    at StringTest.main(StringTest.java:8)
zeal@zeal-pc:~$ ./soft/jdk/jdk1.7.0_65/bin/java -Xmx10m -XX:MaxPermSize=5m -XX:-UseGCOverheadLimit StringTest
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    at StringTest.main(StringTest.java:8)

字符串比较

这个在整理的时候遇到一个奇葩情况解释不了,请大神回复一下
首先来看一波符合预期的例子:

//In Jdk1.7
public class StringTest {
   public static void main(String[] args){
        String str1 = new String("world");
        String str2 = str1.intern();
        String str3 = "world";

        System.out.println(str1 == str2);  //false
        System.out.println(str2 == str3);  //true
   }
}
//In Jdk1.7
public class StringTest {
   public static void main(String[] args){
        String str0 = "world";
        String str1 = new String("world");
        String str2 = str1.intern();
        String str3 = "world";

        System.out.println(str0 == str1);  //false
        System.out.println(str0 == str2);  //true
        System.out.println(str1 == str2);  //false
        System.out.println(str2 == str3);  //true
        System.out.println(str0 == str3);  //true
   }
}

看一下intern的源码注释:(Jdk1.6和Jdk1.7是完全一样的)

When the intern method is invoked, if the pool already contains a
string equal to this <code>String</code> object as determined by
the {@link #equals(Object)} method, then the string from the pool is
returned. Otherwise, this <code>String</code> object is added to the
pool and a reference to this <code>String</code> object is returned.

如果常量池中存在和当前对象equals相等的对象则返回常量池中的对象引用,否则将当前对象(应该是当前对象的拷贝)加入常量池并返回引用.
从这里可以看出,"world"这种创建字符串的方式会被加入到常量池,而new对象的方式是不会添加到常量池或者从常量池中获取的.

不符合预期的情况

//In Jdk1.7
public class StringTest {
   public static void main(String[] args){
     String str1=new String("hell")+new String("o");
     String str2 = str1.intern();
     String str3 = "hello";
     String str4 = new String("hello");

     System.out.println(str1==str2);
     System.out.println(str2==str3);
     System.out.println(str1==str3);
     System.out.println(str3==str4);
   }
}
zeal@zeal-pc:~$ java StringTest
true
true
true
false

根据前文可以看到str1是由StringBuilder的toString方法构造出来的,查看源码可以发现toString其实是new了一个新的String对象出来.按照之前理解str1==str2应为false.

madan坑好深,谁来解释一下

public class StringTest {
   public static void main(String[] args){
        String str1 = new String("hell")+new String("o");
        String str2 = str1.intern();

        String str3 = new String("java");
        String str4 = str3.intern();

        String str5 = new String("world");
        String str6 = str5.intern();

        String str7 = "cat";
        String str8 = str7.intern();

        String str9 = new StringBuffer("hello").append("world").toString();
        String str10 = str9.intern();

        String str11 = new StringBuilder("hellojava").toString();
        String str12 = str11.intern();

        String str13=new StringBuilder("hello").append("2").toString();
        String str14 = "hello2";
        String str15=str13.intern();
    
                                           //Jdk1.7   //Jdk1.6
        System.out.println(str1 == str2);  //true?    //false
        System.out.println(str3 == str4);  //false    //false
        System.out.println(str5 == str6);  //false    //false
        System.out.println(str7 == str8);  //true     //true
        System.out.println(str9 == str10); //true?    //false
        System.out.println(str11 == str12);//false    //false
        System.out.println(str13==str14);  //false    //false
        System.out.println(str13==str15);  //false    //false
        System.out.println(str14==str15);  //true     //true
   }
}

之后进行了一系列测试,发现append和intern在一起的时候("+"等同于append)在1.7中会发生奇妙的现象.表面来看就好像append存在的时候往常量池中存放的不是String对象的拷贝而是String对象的引用.

只能把锅给append了.... 谁来解释一下!

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 203,547评论 6 477
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,399评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,428评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,599评论 1 274
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,612评论 5 365
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,577评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,941评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,603评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,852评论 1 297
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,605评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,693评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,375评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,955评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,936评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,172评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 43,970评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,414评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容