JDK源码分析-String、StringBuilder、StringBuffer
String类的申明
- public final class String
- implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {…}
String类用了final修饰符,表示它不可以被继承,同时还实现了三个接口, 实现Serializable接口表示String类可被序列化;实现Comparable<T> 接口主要是提供一个compareTo 方法用于比较String字符串;还实现了CharSequence 接口,这个接口代表的是char值得一个可读序列(CharBuffer, Segment, String, StringBuffer, StringBuilder也都实现了CharSequence接口)
String主要字段、属性说明
- /*字符数组value,存储String中实际字符 */
- private final char value[];
/*字符串的哈希值 默认值0*/- private int hash;
/*字符串的哈希值 默认值0*/- /*一个比较器,用来排序String对象, compareToIgnoreCase方法中有使用 */
- public static final Comparator<String> CASE_INSENSITIVE_ORDER
- = new CaseInsensitiveComparator();
String 部分方法分析
String类提供了系列的构造函数,其中有几个都已经不推荐使用了,如下图:
构造函数
以下是两个常用的构造函数的实现:
- //String str = new String(“123”)
- public String(String original) {
- this.value = original.value;
- this.hash = original.hash;
- }
- //String str3 = new String(new char[] {'1','2','3'});
- public String(char value[]) {
- //将字符数组值copy至value
- this.value = Arrays.copyOf(value, value.length);
- }
boolean equals(Object anObject)
String 类重写了 equals 方法,将此字符串与指定的对象比较。当且仅当该参数不为 null
,并且是与此对象表示相同字符序列的 String
对象时,结果才为 true
。
- public boolean equals(Object anObject) {
- //直接将对象引用相比较,相同返回true
- if (this == anObject) {
- return true;
- }
- //比较当前对象与anObject的字符序列value
- 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;
- }
int compareTo(String anotherString)
逐位比较两个字符串的字符序列,如果某一位字符不相同,则返回该位的两个字符的Unicode 值的差,所有位都相同,则计算两个字符串长度之差,两个字符串相同则返回0
- public int compareTo(String anotherString) {
- int len1 = value.length;
- int len2 = anotherString.value.length;
- //取长度较小的字符串的长度
- int lim = Math.min(len1, len2);
- char v1[] = value;
- char v2[] = anotherString.value;
- int k = 0;
- while (k < lim) {
- //将两个字符串的字符序列value逐个比较,如果不等,则返回该位置两个字符的Unicode 之差
- char c1 = v1[k];
- char c2 = v2[k];
- if (c1 != c2) {
- return c1 - c2; //返回Unicode 之差
- }
- k++;
- }
- //长度较小的字符串所有位都比较完,则返回两个字符串长度之差
- //如果两个字符串相同,那么长度之差为0,即相同字符串返回0
- return len1 - len2;
- }
- compareToIgnoreCase(String str)方法实现于此类似,比较时忽略字符的大小写,实现方式如下:
- public int compare(String s1, String s2) {
- int n1 = s1.length();
- int n2 = s2.length();
- int min = Math.min(n1, n2);
- for (int i = 0; i < min; i++) {
- char c1 = s1.charAt(i);
- char c2 = s2.charAt(i);
- if (c1 != c2) {
- c1 = Character.toUpperCase(c1);
- c2 = Character.toUpperCase(c2);
- if (c1 != c2) {
- c1 = Character.toLowerCase(c1);
- c2 = Character.toLowerCase(c2);
- if (c1 != c2) {
- // No overflow because of numeric promotion
- return c1 - c2;
- }
- }
- }
- }
- return n1 - n2;
- }
native String intern()
当调用 intern 方法时,如果池已经包含一个等于此 String
对象的字符串(用 equals(Object)
方法确定),则返回池中的字符串。否则,将此 String
对象添加到池中,并返回此 String
对象的引用。
所有字面值字符串和字符串赋值常量表达式都使用 intern 方法进行操作,例如:String str1 = “123”;
String内存位置:常量池OR堆
String对象可以直接通过字面量创建,也可以通过构造函数创建,有什么区别呢?
1.通过字面量或者字面量字符串通过”+”拼接的方式创建的String对象存储在常量池中,实际创建时如果常量池中存在,则直接返回引用,如果不存在则创建该字符串对象
2.使用构造函数创建字符串对象,则直接在堆中创建一个String对象
3.调用intern方法,返回则会将该对象放入常量池(不存在则放入常量池,存在则返回引用)
下面举例说明String对象内存分配情况:
- String str1 = new String("123");
- String str2 = "123";
- String str3 = "123";
- String str4 = str1.intern();
- System.out.println(str1==str2); // false str1在堆中创建对象,str2在常量池中创建对象
- System.out.println(str2==str3); // true str2在常量池中创建对象,str3直接返回的str2创建的对象的引用 所以str2和str3指向常量池中同一个对象
- System.out.println(str4==str3); // true str4返回常量池中值为"123"的对象,因此str4和str2、str3都相等
关于字符串拼接示例:
- public class StringTest {
- public static final String X = "ABC"; // 常量X
- @Test
- public void Test() {
- String str5 = new String("ABC");
- String str6 = str5+"DEF"; //堆中创建
- String str7 = "ABC"+"DEF"; //常量池
- String str8 = X+"DEF"; //X为常量,值是固定的,因此X+"DEF"值已经定下来为ABCDEF,实际上编译后得代码相当于String str8 = "ABCDEF"
- String str9 = "ABC";
- String str10 = str9+"DEF"; //堆中
- System.out.println(str6==str7); //false
- System.out.println(str8==str7); //true
- System.out.println(str10==str7); //false
- }
- }
反编译后的代码看一下便一目了然:
内存分配如下:
String、StringBuffer、StringBuilder
由于String类型内部维护的用于存储字符串的属性value[]字符数组是用final来修饰的:
- /** The value is used for character storage. */
- private final char value[];
表明在赋值后可以再修改,因此我们认为String对象一经创建后不可变,在开发过程中如果碰到频繁的拼接字符串操作,如果使用String提供的contact或者直接使用”+”拼接字符串会频繁的生成新的字符串,这样使用显得低效。Java提供了另外两个类:StringBuffer和StringBuilder,用于解决这个问题:
看一下下面的代码:
- String str1="123";
- String str2="456";
- String str3="789";
- String str4 = "123" + "456" + "789"; //常量相加,编译器自动识别 String str4=“123456789”
- String str5 = str1 + str2 + str3; //字符串变量拼接,推荐使用StringBuilder
- StringBuilder sb = new StringBuilder();
- sb.append(str1);
- sb.append(str2);
- sb.append(str3);
下面是StringBuilder类的实现,只截取了分析的部分代码:
- public final class StringBuilder
- extends AbstractStringBuilder
- implements java.io.Serializable, CharSequence
- {
- //拼接字符串
- @Override
- public StringBuilder append(String str) {
- //调用父类AbstractStringBuilder.append
super.append(str); return this;
}
}
- abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {
- /**
- * 存储字符串的字符数组,非final类型,区别于String类
- */
- char[] value;
- /**
- * The count is the number of characters used.
- */
- int count;
- public AbstractStringBuilder append(String str) {
- if (str == null)
- return appendNull();
- int len = str.length();
- //检查是否需要扩容
- ensureCapacityInternal(count + len);
- //字符串str拷贝至value
- str.getChars(0, len, value, count);
- count += len;
- return this;
- }
- private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
- // overflow-conscious code
- // minimumCapacity=count+str.length
- //拼接上str后的容量 如果 大于value容量,则扩容
- if (minimumCapacity - value.length > 0) {
- //扩容,并将当前value值拷贝至扩容后的字符数组,返回新数组引用
- value = Arrays.copyOf(value,
- newCapacity(minimumCapacity));
- }
- }
- //StringBuilder扩容
- private int newCapacity(int minCapacity) {
- // overflow-conscious code
- // 计算扩容容量
- // 默认扩容后的数组长度是按原数(value[])组长度的2倍再加上2的规则来扩展,为什么加2?
- int newCapacity = (value.length << 1) + 2;
- if (newCapacity - minCapacity < 0) {
- newCapacity = minCapacity;
- }
- return (newCapacity <= 0 || MAX_ARRAY_SIZE - newCapacity < 0)
- ? hugeCapacity(minCapacity)
- : newCapacity;
- }
- }
StringBuffer和StringBuilder用一样,内部维护的value[]字符数组都是可变的,区别只是StringBuffer是线程安全的,它对所有方法都做了同步,StringBuilder是线程非安全的,因此在多线程操作共享字符串变量的情况下字符串拼接处理首选用StringBuffer, 否则可以使用StringBuilder,毕竟线程同步也会带来一定的消耗。
参考:http://www.importnew.com/24769.html