Java的JVM虚拟机对String对象的处置

Java的JVM虚拟机对String对象的处理

要理解 java中String的 运作方式，必须明确一点：String是一个非可变类（immutable）。什么是非可变 类呢？简单说来，非可变类的实例是不能被修改的，每个实例中包含的信息都必须在该实例创建的时候就提供出来，并且在对象的整个生存周期内固定不变。java为什么要把String设计为非 可变类呢？你可以问问 james Gosling ：）。但是非可变类确实有着自身的优势，如状态单一，对象简单，便于维护。其次，该类对象对象本质上是线程安全的，不要求同步。此外用户可以共享非可变对 象，甚至可以共享它们的内部信息。（详见 《Effective java》item 13）。String类在java中 被大量运用，甚至在class文件中都有其身影，因此将其设计为简单轻便的非可变类是比较合适的。

一、创建。
??? 好了，知道String是非可变类以后，我们可以进一步了解String的构造方式了。创建一个Stirng对象，主要就有以下两种方式：

1. String?str1?=?new?String("abc");? ??Stirng?str2?=?"abc";??

???? 虽然两个语句都是返回一个String对象的引用，但是jvm对两者的处理方式是 不一样的。对于第一种，jvm会马上在heap中创建一个String对象，然后将该对象的 引用返回给用户。对于第二种，jvm首先会在内部维护的strings pool中通过String的 equels 方法查找是对象池中是否存放有该String对象，如果有，则返回已有的String对象给用户，而不会在heap中重新创建一个新的String对象；如果对象池中没有该String对 象，jvm则在heap中创建新的String对象，将其引用返回给用户，同时将该引用添加 至strings pool中。注意：使用第一种方法创建对象时，jvm是不会主动把该对象放到strings pool里面的，除非程序调用 String的intern方法。看下面的例子：

1. String?str1?=?new?String("abc");?//jvm?在 堆上创建一个String对象 ????
2. ?//jvm?在strings?pool 中找不到值为“abc”的字符串，因此 ???//在堆上创建一个String对 象，并将该对象的引用加入至strings?pool中 ??
3. ?//此时堆上有两个String对象 ??Stirng?str2?=?"abc"; ??
4. ???if(str1?==?str2){ ??
5. ?????????System.out.println("str1?==?str2"); ???}else{ ??
6. ?????????System.out.println("str1?!=?str2"); ???} ??
7. ??//打印结果 是?str1?!=?str2,因为它们是堆上两个不同的对象 ????
8. ??String?str3?=?"abc"; ???//此时，jvm发现strings?pool中已有“abc”对 象了，因为“abc”equels?“abc” ??
9. ?//因此直接返回str2指向的对象给 str3，也就是说str2和str3是指向同一个对象的引用 ????if(str2?==?str3){ ??
10. ?????????System.out.println("str2?==?str3"); ????}else{ ??
11. ?????????System.out.println("str2?!=?str3"); ????} ??
12. ?//打印结果 为?str2?==?str3??

?? 再看下面的例子：

1. String?str1?=?new?String("abc");?//jvm?在 堆上创建一个String对象 ????
2. str1?=?str1.intern(); ??//程序显式将str1放到strings?pool中，intern运行过程是这样的：首先查 看strings?pool ??
3. //有没“abc”对象的引用，没有，则在堆中新建一个对象，然后将新 对象的引用加入至 ??//strings?pool中。执行完该语句后，str1原来指向的String对象已经成为垃圾对象了，随时会 ??
4. //被GC收集。 ????
5. //此时，jvm发现strings?pool中已有“abc”对象 了，因为“abc”equels?“abc” ??//因此直接返回str1指向的对象给str2，也就是说str2和str1引用着同一个对象， ??
6. //此时，堆上的有效对象只有一个。 ??Stirng?str2?=?"abc"; ??
7. ???if(str1?==?str2){ ??
8. ?????????System.out.println("str1?==?str2"); ???}else{ ??
9. ?????????System.out.println("str1?!=?str2"); ???} ??
10. ??//打印结果 是?str1?==?str2 ????

?

??? 为什么jvm可以这样处理String对象呢？就是因为String的非可变性。既然所引用的对象一旦创建就永不更改，那么多个引用共用一个对象时互不影响。

二、串接（Concatenation）。
???? java程序员应该都知道滥用String的 串接操作符是会影响程序的性能的。性能问题从何而来呢？归根结底就是String类的非可变 性。既然String对象都是非可变的，也就是对象一旦创建了就不能够改变其内在状态了，但 是串接操作明显是要增长字符串的，也就是要改变String的内部状态，两者出现了矛盾。怎 么办呢？要维护String的非可变性，只好在串接完成后新建一个String 对象来表示新产生的字符串了。也就是说，每一次执行串接操作都会导致新对象的产生，如果串接操作执行很频繁，就会导致大量对象的创建，性能问题也就随之而 来了。
??? 为了解决这个问题，jdk为String类提供了一个可变的配套 类，StringBuffer。使用StringBuffer对象，由于该类是可变的，串接时仅仅时改变了内部数据结构，而不会创建新的对象，因此性能上 有很大的提高。针对单线程，jdk 5.0还提供了StringBuilder类，在单线程环境下，由于不用考虑同步问题，使用该类使性能得到进一步的提高。

三、String的长度
?? 我们可以使用串接操作符得到一个长度更长的字符串，那么，String对象最多能容纳 多少字符呢？查看String的源代码我们可以得知类String中是使用域 count 来记录对象字符的数量，而count?的类型为 int，因此，我们可以推测最长的长度为 2^32，也就是4G。
??? 不过，我们在编写源代码的时候，如果使用 Sting str = "aaaa";的形式定义一个字符串，那么双引号里面的ASCII字符最多只能有 65534 个。为什么呢？因为在class文件的规范中， CONSTANT_Utf8_info表中使用一个16位的无符号整数来记录字符串的长度的，最多能表示 65536个字节，而java class 文件是使用一种变体UTF-8格式来存放字符的，null值使用两个字节来表示，因此只剩下 65536－ 2 ＝ 65534个字节。也正是变体UTF-8的原因，如果字符串中含有中文等非ASCII字符，那么双引号中字符的数量会更少（一个中文字符占用三个字节）。 如果超出这个数量，在编译的时候编译器会报错。

1. ??/** ?
2. ?*? ??*?java?JVM　对String对象的处理 ?
3. ?*?test?String.?intern()?方 法? ??*? ?
4. ?*/??public?class?TestStringIntern?{ ??
5. ????
6. ????/** ??????*?@param?args ?
7. ?????*/??????public?static?void?main(String[]?args)?{ ??
8. ???????? ??????????/* ?
9. ?????????*?1.字面上的?"Hi"?字 符串(字符串字面值string?literal)将被自动?intern到虚拟机的字符串池中. ??????????*?2.不是字面上的String对象 　通过调用　intern()方法,被intern到虚拟机的字符串池中. ?
10. ?????????*? ??????????*?虚拟机的字符串池由 类?String?私有地维护。 ?
11. ?????????*/??????????String?a?=?"Hi"; ??
12. ????????String?b?=?"Hi"; ??????????String?c?=?new?String("Hi"); ??
13. ??????????System.out.println(a?==?b);//?true ??
14. ????????System.out.println(a?==?c);//?false ?????????? ??
15. ????????c?=?c.intern(); ??????????System.out.println(a?==?c);//?true ??
16. ???????? ??????????/* ?
17. ?????????*?创建了两个对象? ??????????*?1.字面"AA"?——被 intern到虚拟机字符串池中了。 ?
18. ?????????*?2.new?操作符创建 的?对象 ??????????*? ?
19. ?????????*?由 AA?!=?AA.intern()可以看出：String?AA?=?new?String("AA");创建了两个对象。 ??????????*/??
20. ????????String?AA?=?new?String("AA"); ??????????System.out.println(AA?==?"AA");//?false ??
21. ????????System.out.println(AA?==?AA.intern());//?false ??????????System.out.println("AA"?==?AA.intern());//?true ??
22. ???????? ?????????? ??
23. ????????/* ??????????*?JAVA?规范中的例子： ?
24. ?????????*/??????????String?hello?=?"Hello",?lo?=?"lo"; ??
25. ????????System.out.print((hello?==?"Hello")?+?"?");??????//true ??????????System.out.print((hello?==?("Hel"+"lo"))?+?"?");?//true ??
26. ????????System.out.print((hello?==?("Hel"+lo))?+?"?");???//false--lo为非literal的 ??????????System.out.println(hello?==?("Hel"+lo).intern());//true ??
27. ??????} ??
28. ??} ??
29. ?