《编程导论（Java）·7.4.4 String对象问题》

String是Java API中使用频率第一的类，曾经在CSDN论坛上。至少每一个月都有相关的贴子，讨论==和equals()。

本节介绍这一部分的内容，也有一个重要更正。

String文字在程序中被大量地使用。String文字作为引用，指向一个String对象。比如"baby"指向的一个String对象，该对象保存的数据主要有一个char[]引用和3个int值。

字符串拘留

为了有效地利用堆(享元模式)，加快字符串处理效率(以==比較替代equals(Object)比較)，多种语言如Java、C#和Python等，都支持字符串拘留/集中营(string interning)技术，即对每个不同的字符串值仅保存一个拷贝(前提是它必须是不变对象)。

Java中两种拘留方式：

①编译器将一个类中全部的String文字和常量表达式(如"ba"+"by"、"ba"+3+2等)加以分析。求出常量表达式的结果——String文字。然后只将不同的String文字表示为class文件的各个CONSTANT_String_info项（同样的这时就统一了）。在类加载时。依照它的符号引用CONSTANT_Utf8_info，提取二进制表示的各字符并在“堆”中创建String对象，并将该对象的引用在一个HashMap中注冊。

在该HashMap中注冊过的全部String对象的集合，有时候称为字符串池(string interning pool)。该HashMap驻留在方法区。而字符串池在堆中(注意。如同Java不在栈中分配对象空间一样，只具有逻辑上的含义)。

package jvm.internedStrings;
public class OnlyOneCopy{
    static String str1 = "abc"; 
    String str2 = "a"+"bc"; 
    public void foo(){
        String str3 = "a"+"b"+'c'; // 'c'不是"c"
        System.out.println(str1==str3);
    }
}

在加载OnlyOneCopy 时，JVM依照class文件的常量池中CONSTANT_String_info项创建一个String对象。由于编译器自己主动支持字符串拘留技术，因而将刚才创建的String对象的引用"abc"在HashMap中注冊并交给不知名变量(假定为#2)保存。

类的初始化阶段。静态变量str1被初始化，即取出#2的引用"abc"赋值给str1；当在某处创建OnlyOneCopy对象时，将初始化事实上例域str2。即将#2的值赋值给str2；当某个程序调用方法foo()时。将#2的值赋值给str3。

【注意，3个引用变量所处的各种位置】

最后的结果是：通过==能够推断str1、str2和str3三者指向同一个对象。

但要注意，假设字符串的连接操作符中包括变量，则编译器无法足够聪明地确定该表达式的值。比如String str1 = "abc";String str2 =str1+ "";

str1和 str2 指向不同的对象。

假设要降低多个字符串拷贝，有两个手段达到该目的：以final修饰str1；使用String的intern()方法，如str2= (str1+""). intern()。

②xxx.intern()意味着将xxx的内容通过equals(Object)方法，推断HashMap中是否存在一个相等对象的引用。

假设存在则将该引用作为xxx自己的引用；假设不存在，则将xxx的值在HashMap中注冊，本String对象入池。

字符串池中的String对象是否能被垃圾回收？在现代的JVM实现中，一个被拘String对象，假设它不是编译时常量并且它不再被引用。则能够被垃圾回收。

字符子串

String 类的substring(int begin,intend)返回消息接受对象的范围为[begin.. end)的子字符串对象。并且该String对象是没有被拘留的。

我们知道，String对象保存的数据主要有一个char[]引用和几个int值。JVM创建子字符串对象本身的代价极小。代价主要在char[]变量v指向的char[]。

String str = "abc……十万个为什么".substring(0,1);

在Java 7u6之前。创建的子字符串对象时。并不须要复制不论什么字符，子字符串和原字符串对象共享一个底层char[]对象，子字符串只是对原String对象的几个int成员变量(偏移量、长度等)加以更改。

可是。假设底层char[]对象在后面并不须要。则str本来仅仅须要一个字符。可是其char[]变量v指向的整个char[]。比方说10W长度的空间得不到释放。因而Java 7中。将底层char[]对象截取所需部分并复制。

參考JDK源码例如以下：

//JDK 6
String(int offset, int count, char value[]) {
	this.value = value;
	this.offset = offset;
	this.count = count;
}
 
public String substring(int beginIndex, int endIndex) {
	//check boundary
	return  new String(offset + beginIndex, endIndex - beginIndex, value);
}

//JDK 7
public String(char value[], int offset, int count) {
	//check boundary
	this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset + count);
}
 
public String substring(int beginIndex, int endIndex) {
	//check boundary
	int subLen = endIndex - beginIndex;
	return new String(value, beginIndex, subLen);
}

【图 7-10 子字符串对象】从上图更正为下图。

练习7-1.：没有其它"abc"干扰时，String str = new String("abc") 会在堆中创建几个String对象？

练习7-2.：介绍字符串拘留 (string interning)技术的意义。提示：空间和时间

练习7-3.：String文字能够被垃圾回收吗？

练习7-4.：编程：大量拘留String。观察在字符串较小如"1"、"2"和较大如"interninterninterninternintern1"时PermGen space可以拘留String的个数。

练习7-x1.：

String str1 = "abc";
String str2 = str1.substring(0,1); // "a"
System.out.println("a"==str2);

输出：_____ ；原因_____________。

练习7-x2.：为什么在Java7u6之后，程序猿不须要写这种代码：

String str = "abc……十万个为什么";

str = str.substring(0,1)+"";

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字符串拘留

字符子串

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