String StringBuffer StringBuilder

    相信在面试过程中很多面试官都会问到String,StringBuffer,StringBuilder的区别。但是对于它的机制，原理会头晕。这就要拿出JVM的工作原理了。

 

     大家都知道String是由“字符”组成的串，在程序中使用的频率很高，String是java中的一个类，但又是一个特殊的类。具体特殊在哪？

 

     1、 String类对象的创建方式有2种：

 

          方式一：String str = new String("hello world"); //利用构造器创建。这是java类中很普遍的

 

          方式二：String str = "hello world"; //这个类似于基本类型赋值，但是它又不是基本类型。

 

    2、java class文件结构和常量池

         Java程序要运行，首先需要编译器把源文件编译成字节码文件（即.class文件），然后由JVM来解释执行。

      class文件是8bit的二进制流。文件中最开始的4个字节组成的叫magic(魔数)，其作用在于分辨是否为class文件。紧接着是version,contant pool(常量池)，Access rights ,Implemented interfaces,fields等等。

 

      

package com.wireless.xuwei;

public class StringDemo {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("hello world!");
	}

}

    此时上述代码中的"hello world!"字符串字面值被编译之后，可以清楚的看到存放在了class常量池中的字符串常量表中。如图所示：

 

3、 JVM运行class文件的原理

 

      源码被编译成class文件之后，JVM就要运行这个class文件。它首先会先用类装载器ClassLoader来加载class文件。（我们在开发过程中导入的jar包通常都是把class打成jar包，如果该包中的class的方法@hide，需要用到反射机制，此时也是通过类加载器加载这个class文件作为Class类的一个实例，再通过这个实例去获取它的属性，构造器，类方法或者是成员方法等）。当JVM把class文件加载完成后，会创建许多内存数据结构来存放class文件中的字节数据。如class文件中的属性，常量，类方法，方法中的二进制指令序列等信息。当然在运行的时候，需要为方法创建栈帧等。这些数据都会被JVM放到“方法区”，“堆”，“栈”。

 

4、拘留字符串对象

 

      在java源码中的每一个字面值字符串（如String str = "java"）,其中"java"就是字面值字符串，它会在编译成class文件时，形成标志号为8(CONSTANT_String_info)的常量表。当JVM加载class 文件时，会为对应的常量池建立一个内存数据结构，并存放在方法区中。同时JVM又会为字符串字面值"java"在堆中创建一个新的String对象，该对象叫拘留字符串对象。同时然后把常量表中的入口地址转为堆中挽留字符串对象的地址。

 

package com.wireless.xuwei;

public class StringDemo {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("hello world!");
		
		String s1 = "a"; //s1指向的是拘留对象地址
		String s2 = "a";
		System.out.println(s1 == s2); //true 由此可见，源码中所有相同字面值的字符串
		//都只能建立一个唯一的拘留字符串对象。
		
		String str = new String("a");//在堆中分配一个String类对象的空间。
		//str指向的是该对象的地址
		String str2 = new String("a");
		System.out.println(str == str2);//false 因为二者都是指对String类对象的地址值。但地址值不一样
		
		String s3 = s1 + s2;
		String aa = "aa";
		System.out.println(aa == s3);//false 因为s1是指向拘留对象的址，在进行"+"
		//运行时，JVM会在堆中创建一个StringBuilder的类，内容为挽留对象的内容。然后再
		//调用append()把s2指向的挽留对象值追加进来，然后StringBuilder会调用toString()
		//会在堆中创建一个String类的对象，并将该String类的对象地址值给了s3
		
		System.out.println(aa == "a" + "a");//true 因为在java中字面值的运行都是在编译期间就执行了。
		//即aa指向的是一个拘留对象引用值，内容为"aa",而"a"+"a"在编译期间就成为了"aa"
		//此时JVM发现堆中已经存在内容一样的挽留对象，则不再创建新的对象，即二者即为同一个。
	}

}

 5、 StringBuffer StringBuilder

 

        StringBuffer它是一个线程安全的，可调用内部的一些方法(如appen())来达到改变字符串。

           StringBuilder是一个非线程安全的。但是它的性能要超过StringBuffer,二者的使用几乎一样。

 

6、 总结

 

一） 在编译阶段就能确定的，即只有字面量字符串进行“+”时，选用String性能最好；如果字符串是从其他来          的，如String str = "a"; String str2 = str + "bc";它实质上就执行上述的JVM的顺序了。即先创建一个                StringBuilder类的对象。内容为拘留对象的内容"a"，再执行append()，把另外一个挽留对象的内                   容“bc”也加进来，再调用toString()方法再在堆中创建一个新的String类的对象。 

   

二） 如果在进行“+”运算时，字符串内容是来自其他的String，"+"操作过多时会造成内存溢出的。因为                   每”+“一次就创建一个新的对象，过多了JVM会来不及回收而造成内存溢出。

 

三）在没有线程安全要求的情况下，应选择StringBuilder，性能远强于StringBuffer