String复习

概述

String 被声明为 final，因此它不可被继承。(Integer 等包装类也不能被继承）

在 Java 8 中，String 内部使用 char 数组存储数据。

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];
}

在 Java 9 之后，String 类的实现改用 byte 数组存储字符串，同时使用 coder 来标识使用了哪种编码。

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    /** The value is used for character storage. */
    private final byte[] value;

    /** The identifier of the encoding used to encode the bytes in {@code value}. */
    private final byte coder;
}

value 数组被声明为 final，这意味着 value 数组初始化之后就不能再引用其它数组。并且 String 内部没有改变 value 数组的方法，因此可以保证 String 不可变。

不可变的好处

1. 可以缓存 hash 值

字符串广泛应用于 HashMap、HashTable、HashSet 等需要哈希码作为键的数据结构中，在对这些哈希表进行操作的时候，需要频繁调用 hashCode() 方法来获取键的哈希码。

由于字符串是不可变性，这就保证了键值的哈希值不会发生改变，因此在第一次调用 String 类的 hashCode() 方法时，就对哈希值进行了缓存，此后，就一直返回相同的值。由于哈希值被缓存了，这在另外一种层面上提高了哈希表的访问性能，因为哈希值不用重新计算了。

2. String Pool的需要

如果一个 String 对象已经被创建过了，那么就会从 String Pool 中取得引用。只有 String 是不可变的，才可能使用 String Pool。

2.1 设计思想

为字符串开辟一个字符串常量池，类似于缓存区
创建字符串常量时，首先坚持字符串常量池是否存在该字符串
存在该字符串，返回引用实例，不存在，实例化该字符串并放入池中

2.2 堆、栈、方法区

在这里插入图片描述

2.2.1 堆

存储的是对象，每个对象都包含一个与之对应的class

JVM只有一个堆区(heap)被所有线程共享，堆中不存放基本类型和对象引用，只存放对象本身

对象的由垃圾回收器负责回收，因此大小和生命周期不需要确定

2.2.2 栈

每个线程包含一个栈区，栈中只保存基础数据类型的对象和自定义对象的引用(不是对象)

每个栈中的数据(原始类型和对象引用)都是私有的

栈分为3个部分：基本类型变量区、执行环境上下文、操作指令区(存放操作指令)

数据大小和生命周期是可以确定的，当没有引用指向数据时，这个数据就会自动消失

2.2.3 方法区

静态区，跟堆一样，被所有的线程共享

方法区中包含的都是在整个程序中永远唯一的元素，如class，static变量
字符串常量池则存在于方法区

3 安全性

字符串在 Java 应用程序中的使用范围非常广，几乎无处不在，比如说存储用户名、密码、数据库连接地址等等这些非常敏感的信息，因此，必须要保证 String 类的绝对安全性。

4. 线程安全

由于字符串是不可变的，因此可以在多线程之间共享，如果一个线程把字符串的值修改为另外一个，那么就会在字符串常量池中创建另外一个字符串，原有的字符串仍然会保持不变。

String, StringBuffer and StringBuilder

1.可变性

String 不可变
StringBuffer 和 StringBuilder 可变

2 线程安全

String 不可变，因此是线程安全的
StringBuilder 不是线程安全的
StringBuffer 是线程安全的，内部使用synchronized 进行同步

String Pool

字符串常量池（String Pool）保存着所有字符串字面量（literal strings），这些字面量在编译时期就确定。不仅如此，还可以使用 String 的 intern() 方法在运行过程将字符串添加到 String Pool 中。

当一个字符串调用 intern() 方法时，如果 String Pool 中已经存在一个字符串和该字符串值相等（使用 equals() 方法进行确定），那么就会返回 String Pool 中字符串的引用；否则，就会在 String Pool 中添加一个新的字符串，并返回这个新字符串的引用。

    String str1 = “abc”;
    String str2 = “abc”;
    String str3 = “abc”;
    String str4 = new String(“abc”);
    String str5 = new String(“abc”);
    String str6 = new String(“abc”);