java字符串String类初探讨

关键词：不可变对象 ；匿名对象；new字符串

1、不可变对象

      eg1：String s1 = "hello";

                s1.toUpperCase();

      该例中，调用的该方法并没有改变“hello”的值，而是创建了新的string类“HELLO”；然后将新的实例指向了s1.

2、匿名对象

      eg1：String s1 = "hello";

                String s2 = "hello"； 

      则我们可以很容易联想到 s1 ==s2;

      该例中，在堆内存创建了“hello”，然后在栈内存中，同时创建了两个实例指向了同一个堆内存对象。

3、new字符串

      eg1： String s1 = new String("hello");

                 String s2 = new String("hello");

      该例中，利用new 对象同时在堆内存中开辟了两块内存，但都是同一个“hello”的匿名对象，因此在new s2的时候，原来的堆内存则变成垃圾，等待系统回收；

 

      上述举例同时说明了在java中字符串String的特殊性，即不可变特性。每当新建一个字符串对象时，则可在内存中开辟了空间，然后可以直接使用的对象。如果有新实例需要引用该字符串时，不会再内存中重新开辟空间，而是会将该实例直接复用此块内存。减少了不必要的空间开销；

 

关于String类不可变的优点总结：

    1.提高效率和安全性：在拷贝这个对象时，可以直接拷贝该内存地址，这样需要很小的开销，效率也高，同时还不会影响其他指向该String的实例；

    2.多线程的安全性：在多线程的情况下，可变对象的值可能会被其他进程改变，造成不可预期的问题，不可变对象则避免了该问题；

    3.同时，在创建String类时，它的Hashcode就已经计算好并缓存，不需要重新计算了，因此在使用Map时，将String设置为key效率会远远高于其它的键对象。

 

 

进一步：由于String是匿名不可变对象，那么 “+” 和StringBuilder的效率如何呢？

      eg：String_s1 +String_s2 ;

 

              StringBuilder   sb = new StringBuilder();

              sb.append(String_s1);

              sb.append(String_s2);

先说“+”： 在内存中，会开辟两块内存分别 存放String_s1 和String_s2.在编译的时候，“+”会变成 new StringBuilder().append(String_s1).append(String_s2).toString()，在最后会调用toString()方法，开辟一块新内存，存放新的String类，最后实例在内存中的指向会发生变化。导致“+”号连接符的效率低下；

而StringBuilder构建的是Builder类，会开辟一个16字符的内存缓冲区，如果后面添加内容大于16字符， Builder会扩充自己的缓冲区，在最后调用toString()时，则会拷贝builder的缓冲区，在内存中形成一个匿名String类，然后新实例会直接指向该区域。

 

在测试中，我们将0到100000之间的数字全部进行了拼接。分别比较“+”和“StringBuilder”效率，结果是“+”耗时42.67s，Builder耗时0.012s！！！