剖析java中的String（本文章是对网上资料的搜集）

首先把问题摆出来，先看以下代码（我们姑且称为“代码一”）：

String a = "ab";
String b = "a" + "b"; 
System.out.println((a == b));

估计对java有一定了解的都会回答是true，答案是对的，但是解释呢？也许你会说：String a = "ab";创建了新的对象"ab"； 再执行String b = "a" +"b";结果b="ab",这里没有创建新的对象，而是从JVM字符串常量池中获取之前已经存在的"ab"对象。因此a,b具有对同一个string对象 的引用，两个引用相等，结果true。很遗憾,这个答案,是不够准确的。或者说，根本没有运行时计算b = "a" + "b";这个操作.实际上运行时只有Stringb = "ab";这个观点的解释适合以下情况（我们姑且称为“代码二”）：

String a = "ab"; 
String b = "ab"; 
System.out.println((a == b));

如果String b = "a" +"b";是在运行期执行，则以上的解释是行不通的。运行期的两个string相加，会产生新的对象的。(本文后面对此有解释)。

其实正确的解释应该是String b = "a" + "b";编译器将这个"a" +"b"作为常量表达式，在编译时进行优化，直接取结果"ab"，这样这个问题退化为“代码二”的问题了，然后再使用第一个最开始给的不是很准确的解释就说的通了。这里有一个疑问就是String不是基本类型，像int secondsOfDay = 24 * 60 * 60;这样的表达式是常量表达式,编译器在编译时直接计算容易理解，而"a" +"b" 这样的表达式,string是对象不是基本类型,编译器会把它当成常量表达式来优化吗?下面用事实来证明：首先编译这个类:

public class Test { 
	private String a = "aa"; 
	
}

复制class文件，备用，然后修改为：

public class Test { 
	private String a = "a" + "a"; 
	
}

再次编译,用ue之类的文本编辑器打开,察看二进制内容,可以发现,两个class文件完全一致,连一个字节都不差。ok,真相大白了.根本不存在运行期的处理String b = "a" +"b";这样的代码的问题,编译时就直接优化掉了。

下面进一步探讨，什么样的string + 表达式会被编译器当成常量表达式？String b = "a" + "b";这个String + String被证实是ok的,那么string + 基本类型呢？

String a = "a1";
String b = "a" + 1; 
System.out.println((a == b)); //result = true 
String a = "atrue"; 
String b = "a" + true; 
System.out.println((a == b)); //result = true 
String a = "a3.4"; 
String b = "a" + 3.4; 
System.out.println((a == b)); //result = true

可见编译器对string + 基本类型是当成常量表达式直接求值来优化的。再注意看这里的string都是"**"这样的，我们换成变量来试试：

String a = "ab";
String bb = "b"; 
String b = "a" + bb;
System.out.println((a == b)); //result = false

这个好理解，"a" + bb中的bb是变量，不能进行优化。这里很很好的解释了为什么3的观点不正确，如果String+String的操作是在运行时进行的，则会产生新的对象，而不是直接从jvm的string池中获取。再修改一下,把bb作为常量变量：

String a = "ab";
final String bb = "b";
String b = "a" + bb; 
System.out.println((a == b)); //result = true

竟然又是true，编译器的优化好厉害啊，考虑下面这种情况：

String a = "ab";
final String bb = getBB(); 
String b = "a" + bb; 
System.out.println((a == b)); //result = false
private static String getBB() { return "b"; }

看来java(包括编译器和jvm)对string的优化，真的是到了极点了，string这个所谓的"对象"，完全不可以看成一般的对象，java对string的处理近乎于基本类型，最大限度的优化了几乎能优化的地方。另外感叹一下,string的+号处理，算是java语言里面唯一的一个"运算符重载"。

以上文章转自百度文库的一篇，进行了轻微的修改，网址http://wenku.baidu.com/view/3252cd37ee06eff9aef80791.html

去华为面试的时候， 第一笔试题就让我费神去想了， 回来在机子上运行结果， 发现自己当时答错了， 于是就狠下心来花了点时间研究这个：

String a = "a" + "b";
String b = "a" + "b";
System.out.println(a == b);

答案是nullabc！

很早的时候我就知道String拼接中间会产生StringBuilder对象（JDK1.5之前产生StringBuffer），但是当时也没有去深究内部， 导致在华为笔试此题就错了！

运行时， 两个字符串str1, str2的拼接首先会调用 String.valueOf(obj)，这个Obj为str1，而String.valueOf(Obj)中的实现是return obj == null ? "null" : obj.toString(), 然后产生StringBuilder， 调用的StringBuilder(str1)构造方法， 把StringBuilder初始化，长度为str1.length()+16，并且调用append(str1)！ 接下来调用StringBuilder.append(str2), 把第二个字符串拼接进去， 然后调用StringBuilder.toString返回结果！

所以那道题答案的由来就是StringBuilder.append("null").append("abc").toString();

大家看了我以上的分析以后， 再碰到诸如此类的面试题应该不会再出错了！

那么了解String拼接有什么用呢？

在做多线程的时候， 往往会用到一个同步监视器对象去同步一个代码块中的代码synchronized(Obj), 对同一个对象才会互斥，不是同一个对象就不会互斥！

这里有个机试题，

现有程序同时启动了4个线程去调用TestDo.doSome(key, value)方法，由于TestDo.doSome(key, value)方法内的代码是先暂停1秒，然后再输出以秒为单位的当前时间值，所以，会打印出4个相同的时间值，如下所示：
4:4:1258199615
1:1:1258199615
3:3:1258199615
1:2:1258199615
请修改代码，如果有几个线程调用TestDo.doSome(key, value)方法时，传递进去的key相等（equals比较为true），则这几个线程应互斥排队输出结果，即当有两个线程的key都是"1"时，它们中的一个要比另外其他线程晚1秒输出结果，如下所示：
4:4:1258199615
1:1:1258199615
3:3:1258199615
1:2:1258199616
总之，当每个线程中指定的key相等时，这些相等key的线程应每隔一秒依次输出时间值（要用互斥），如果key不同，则并行执行（相互之间不互斥）。原始代码如下：

package syn;  
  
//不能改动此Test类      
public class Test extends Thread{  
      
    private TestDo testDo;  
    private String key;  
    private String value;  
      
    public Test(String key,String key2,String value){  
        this.testDo = TestDo.getInstance();  
        /*常量"1"和"1"是同一个对象，下面这行代码就是要用"1"+""的方式产生新的对象， 
        以实现内容没有改变，仍然相等（都还为"1"），但对象却不再是同一个的效果*/  
        this.key = key+key2;   
        this.value = value;  
    }  
  
  
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{  
        Test a = new Test("1","","1");  
        Test b = new Test("1","","2");  
        Test c = new Test("3","","3");  
        Test d = new Test("4","","4");  
        System.out.println("begin:"+(System.currentTimeMillis()/1000));  
        a.start();  
        b.start();  
        c.start();  
        d.start();  
    }  
      
    public void run(){  
        testDo.doSome(key, value);  
    }  
}  
  
class TestDo {  
  
    private TestDo() {}  
    private static TestDo _instance = new TestDo();   
    public static TestDo getInstance() {  
        return _instance;  
    }  
  
    public void doSome(Object key, String value) {  
  
        // 以大括号内的是需要局部同步的代码，不能改动!  
        {  
            try {  
                Thread.sleep(1000);  
                System.out.println(key+":"+value + ":"  
                        + (System.currentTimeMillis() / 1000));  
            } catch (InterruptedException e) {  
                e.printStackTrace();  
            }  
        }  
    }  
  
}  

此题解题的思路有很多种，不可或缺的步骤就是在doSome方法内部用synchronized(o)把那个写了注释的代码块同步， 有些人肯定会说：

我直接synchronized(key)，不就完了么.? 这类人肯定是新手级别的了!

上面说了,synchronized(Obj), 对同一个对象才会互斥，不是同一个对象就不会互斥！ 大家请看下Test类中的构造方法里面对key做了什么处理?

this.key = key + key2;

关于字符串的拼接, 如果是两个常量的拼接, 那么你无论拼接多少下都是同一个对象, 这个是编译时编译器自动去优化的(想知道具体原理的自己去网上搜下).

String a = "a" + "b";  
String b = "a" + "b";  
System.out.println(a == b);  

这段代码输出true没有问题

但是一旦涉及到变量了, 我在上面标红加粗的运行时, 此时拼接字符串就会产生StringBuilder, 然而拼接完返回的字符串是怎么返回的呢?

在StringBuilder.toString()中的实现是new String(char value[], int offset, int count), 既然是创建String返回的, 那么调用一次toString,就是一个不同的对象

String a = "a";  
String b = "b";  
String s1 = a + b;  
String s2 = a + b;  
System.out.println(s1 == s2); 

这个输出就是false!

所以在那道机试题中, 就不能直接用synchronized(key)去同步了, 如果你完完全全很耐心的看完本文, 那么应该知道如何用synchronized(key)同步那段代码了!

不错, 就是修改Test构造方法中的 this.key = key + key2;为this.key = key;

因为字符串不涉及到拼接的时候, 只要不new, 多少都是指向同一个对象!

当然这道多线程的题你也可以把那个key丢到集合里面去，用集合去的contains（obj）去判断，如果集合中存在， 就取集合中的， 否则往集合中添加，但是记住一定要使用并发包下面的集合， 否则可能会抛出ConcurrentModificationException

所以在那道机试题中, 就不能直接用synchronized(key)去同步了, 如果你完完全全很耐心的看完本文, 那么应该知道如何用synchronized(key)同步那段代码了!

不错, 就是修改Test构造方法中的 this.key = key + key2;为this.key = key;

因为字符串不涉及到拼接的时候, 只要不new, 多少都是指向同一个对象!

当然这道多线程的题你也可以把那个key丢到集合里面去，用集合去的contains（obj）去判断，如果集合中存在， 就取集合中的， 否则往集合中添加，但是记住一定要使用并发包下面的集合， 否则可能会抛出ConcurrentModificationException.

注：以上文章转载自http://blog.csdn.net/izard999/article/details/6708433