java.lang(String)

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {

    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];

    private int hash; // Default to 0

    public String() { //无参构造器
        this.value = new char[0];
    }

    public String(String original) {
        this.value = original.value;
        this.hash = original.hash;
    }

/*****传入一个字符数组的构造函数,使用java.utils包中的Arrays类复制******/
    public String(char value[]) {
        this.value = Arrays.copyOf(value, value.length);
    }

/*******传入一个字符串数字，和开始元素，元素个数的构造函数******/
    public String(char value[], int offset, int count) {
        if (offset < 0) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset);
        }
        if (count < 0) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(count);
        }
        // Note: offset or count might be near -1>>>1.
        if (offset > value.length - count) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset + count);
        }
        this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset+count);
    }
/*********************类似方法不介绍了**************************/

    public String(StringBuffer buffer) {
        synchronized(buffer) {
            this.value = Arrays.copyOf(buffer.getValue(), buffer.length());
        }
    }

    public boolean equals(Object anObject) {
        if (this == anObject) {
            return true;
        }
        if (anObject instanceof String) {
            String anotherString = (String) anObject;
            int n = value.length;
            if (n == anotherString.value.length) {
                char v1[] = value;
                char v2[] = anotherString.value;
                int i = 0;
                while (n-- != 0) {
                    if (v1[i] != v2[i])
                            return false;
                    i++;
                }
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

/***********s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1]*********/
    public int hashCode() {
        int h = hash;
/***如果hash没有被计算过，并且字符串不为空，则进行hashCode计算*****/
        if (h == 0 && value.length > 0) {
            char val[] = value;

            for (int i = 0; i < value.length; i++) {
                h = 31 * h + val[i];
            }
            hash = h;
        }
        return h;
    }

情景一：字符串池 
         * JAVA虚拟机(JVM)中存在着一个字符串池，其中保存着很多String对象; 
         * 并且可以被共享使用，因此它提高了效率。 
         * 由于String类是final的，它的值一经创建就不可改变。 
         * 字符串池由String类维护，我们可以调用intern()方法来访问字符串池。

/***intern方法是Native调用，它的作用是在方法区中的常量池里通过equals方法寻找等值的对象，如果没有找到则在常量池中

开辟一片空间存放字符串并返回该对应String的引用，否则直接返回常量池中已存在String对象的引用。*****/
  public native String intern();

举例：

String a = "abc";
String b = new String("ab1").intern();
if ( a == b ) {
  System.out.println("a == b");  
} else {
  System.out.println("a不等于b");
}
打印出：a == b

//String的compareTo其实就是依次比较两个字符串ASC码。如果两个字符的ASC码相等则继续后续比较，否则直接返回两个ASC的差值。如果两个字符串完全一样，则返回0
public int compareTo(String anotherString) {
        int len1 = value.length;
        int len2 = anotherString.value.length;
        int lim = Math.min(len1, len2);
        char v1[] = value;
        char v2[] = anotherString.value;

        int k = 0;
        while (k < lim) {
            char c1 = v1[k];
            char c2 = v2[k];
            if (c1 != c2) {
                return c1 - c2;
            }
            k++;
        }
        return len1 - len2;
    }

1. 什么是不可变类

所谓不可变类，就是创建该类的实例后，该实例的属性是不可改变的，Java提供的包装类和java.lang.String类都是不可变类。当创建它们的实例后，其实例的属性是不可改变的。

需要注意的是，对于如下代码

String s="abc";
s="def";

你可能会感到疑惑，不是说String是不可变类吗，这怎么可以改变呢，平常我也是这样用的啊。请注意，s是字符串对象的”abc”引用，即引用是可以变化的，跟对象实例的属性变化没有什么关系，这点请注意区分。

2.String类被设计成不可变的原因

字符串常量池的需要
允许String对象缓存HashCode
Java中String对象的哈希码被频繁地使用, 比如在hashMap 等容器中。

字符串不变性保证了hash码的唯一性,因此可以放心地进行缓存.这也是一种性能优化手段,意味着不必每次都去计算新的哈希码.
安全性：String被许多的Java类(库)用来当做参数,例如网络连接地址URL,文件路径path,还有反射机制所需要的String参数等, 假若String不是固定不变的,将会引起各种安全隐患。
线程安全：因为字符串是不可变的，所以是多线程安全的，同一个字符串实例可以被多个线程共享。这样便不用因为线程安全问题而使用同步。字符串自己便是线程安全的。

3. 如何实现一个不可变类

既然不可变类有这么多优势，那么我们借鉴String类的设计，自己实现一个不可变类。
不可变类的设计通常要遵循以下几个原则：

将类声明为final，所以它不能被继承。
将所有的成员声明为私有的，这样就不允许直接访问这些成员。
对变量不要提供setter方法。
将所有可变的成员声明为final，这样只能对它们赋值一次。
通过构造器初始化所有成员，进行深拷贝(deep copy)。
在getter方法中，不要直接返回对象本身，而是克隆对象，并返回对象的拷贝。

4、关于String的其他知识点：String有多长

在思考String能有多长之前，我们先看下String定义的不同形式。

// 第一种
String s = "aaaaaaaaaaaaa...";

// 第二种
byte[] a = readFromFile(new File("someLargeText.txt"));
String superLongString = new String(a);

　　那么既然思考String的长度，那就应该想想为什么会有长度的限制，难道我在编译器里定义一个String时，有多长不是随便我们自己输入吗？还有上面两种方式有什么区别呢？

4.1 字面量的形式

　　对于第一种是字面量，Java将其存在常量池中，在Java1.6的版本中是在栈的常量池中，在1.7、1.8版本中将其放到了堆的常量池中。那就是说第一种这种方式中是受到常量池大小的约束了，不错，是会受到常量池的约束，但是在运行在JVM之前，被编译成字节码时就已经有了限制。

　　如上图所示，编译后的length的类型为u2(无符号16位)，也就是讲length的最大值为2^16-1 = 65535，那就是讲我们的上面的字符串s长度按MUTF-8(字节码中的编码)编码可以存储65535个字节。
到这里为止，如果你是中级工程师，知道这么多已经很不错了。

　　可是事实上呢，我们实验后发现只能存储65534个字节，这是为什么呢？网上有很多猜想，大部分不正确。我们扒一下Java编译器的源码，会发现：

　　这下大家明白了吧，Java编译器在检查字符串常量时，判断的是长度只有<65535才会正常，否则报错。看起来像是编译器的Bug。如果你会修改编译器源码，你将上面的判断条件改成<=65535，这样你存一个65535个字符"a"的字符串就不会编译出错了。

　　我们知道上面我们是用拉丁字符"a"来测试的，a使用UTF-8编码刚好是一个字节，所以可以存储65534个，那如果存汉字呢，比如我们经常看到的"烫"，它使用TF-8编码后占用三个字节，那么也就是说我们可以这样定义：

// 按照我们刚才的分析，应该可以存储65534/3个"烫"汉字
String s = "烫烫烫...烫烫";

　　那我们尝试存储65535/3个汉字"烫"试试呢？结果是可以的，并没有报错。诶？这是为什么呢？我们继续扒下编译器的源码看到：

　　编译处理汉字这种的呢，他判断的逻辑不一样。条件是>65535才会抛异常，也就是小于等于65535是正常的。很有意思，写Java编译器的人也很有意思哈。

4.1 new的形式

　　对于第二种形式的，很显然只有在运行时受限于Java虚拟机了。我们知道String最后保存在char数组中，Java虚拟机是如何做的呢？简单参考下源码：

　　虚拟机指令newarray [int]，size是以整形定义的，所以它的限制其实就是int的最大值，但是在有一些虚拟机上会保留一些头信息在数组中，所以就变成了Integer.MAX_VALUE - 8个char;

posted @ 2017-08-26 23:33 myseries 阅读(602) 评论(0) 编辑收藏举报

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1. 什么是不可变类

2.String类被设计成不可变的原因

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