详细图解Java中字符串的初始化

前言

在深入学习字符串类之前,我们先搞懂JVM是怎样处理新生字符串的。当你知道字符串的初始化细节后,再去写String s = "hello"String s = new String("hello")等代码时,就能做到心中有数。

首先得搞懂字符串常量池的概念,下面进入正文吧。

常量池

把经常用到的数据存放在某块内存中,避免频繁的数据创建与销毁,实现数据共享,提高系统性能。

八种基础数据类型除了floatdouble都实现了常量池技术。在近代的JDK版本中(1.7后),字符串常量池被实现在Java堆内存中。

下面通过三行代码让大家对字符串常量池建立初步认识:

public static void main(String[] args){
    String s1 = "hello";
    String s2 = new String("hello");
    System.out.println(s1 == s2);   //false
}

先来看看第一行代码String s1 = "hello";

64E5F917-94A6-AC64-9CA0-F68DFBD21F82.png

直接通过双引号( String s1 = "hello")声明字符串的方式,虚拟机首先会到字符串常量池中查找该字符串是否已经存在。如果存在会直接返回该引用,如果不存在则会在堆内存中创建该字符串对象,然后到字符串常量池中注册该字符串。

上面的代码中( String s1 = "hello")虚拟机首先会到字符串常量池中查找是否有存在hello字符串对应的引用。发现没有后会在堆内存创建hello字符串对象(内存地址0x0001),然后到字符串常量池中注册地址为0x0001的hello对象,也就是添加指向0x0001的引用。最后把字符串对象返回给s1。

下面看String s2 = new String("hello");

C3673536-D9DE-F5FB-4B6C-7F2BACAEF5FF.png

当我们使用new关键字创建字符串对象的时候,JVM将不会查询字符串常量池,它将会直接在堆内存中创建一个字符串对象,并返回给所属变量。

所以s1和s2指向的是两个完全不同的对象,判断s1 == s2的时候会返回false。

再来看下面的示例:

public static void main(String[] args){
    String s1 = new String("hello ") + new String("world");
    s1.intern();
    String s2 = "hello world";
    System.out.println(s1 == s2);   //true
}

第一行代码String s1 = new String("hello ") + new String("world");的执行过程是这样子的:

  1. 依次在堆内存中创建helloworld两个字符串对象;

  2. 然后把它们拼接起来 (底层使用StringBuilder实现);

  3. 在拼接完成后会产生新的hello world对象,这时变量s1指向新对象hello world

执行完第一行代码后,内存是这样子的:

9D1A27A8-A8F8-CF7A-3151-26593184B75D.png

第二行代码s1.intern();

当调用intern()方法时,首先会去常量池中查找是否有该字符串对应的引用,如果有就直接返回该字符串;

如果没有,就会在常量池中注册该字符串的引用,然后返回该字符串。

由于第一行代码采用的是new的方式创建字符串,所以在字符串常量池中没有保存hello world对应的引用,虚拟机会在常量池中进行注册,注册完后的内存示意图如下:

791751C3-93FC-9527-1D56-DF5C398BAE8D.png

第三行代码String s2 = "hello world";

首先虚拟机会去检查字符串常量池,发现有指向hello world的引用。然后把该引用所指向的字符串直接返回给所属变量。

执行完第三行代码后,内存示意图如下:

B8BC9062-B42F-7778-5CAA-1208321CD06D.png

如图所示,s1和s2指向的是相同的对象,所以当判断s1 == s2时返回true。

总结:

  • 当用new关键字创建字符串对象时,不会查询字符串常量池;

  • 当用双引号直接声明字符串对象时,虚拟机将会查询字符串常量池。

说白了就是:字符串常量池提供了字符串的复用功能,除非我们要显式创建新的字符串对象,否则对同一个字符串虚拟机只会维护一份拷贝。

反编译代码验证字符串初始化操作

下面我们再来看一个示例:

public class Main{
    public static void main(String[] args){
        String s1 = "hello ";
        String s2 = "world";
        String s3 = s1 + s2;
        String s4 = "hello world";
        System.out.println(s3 == s4);
    }
}

首先第一行和第二行是常规的字符串对象声明,它们分别会在堆内存创建字符串对象,并会在字符串常量池中进行注册。

影响我们做出判断的是第三行代码String s3 = s1 + s2;,我们不知道s1 + s2在创建完新字符串hello world后是否会在字符串常量池进行注册。

简单点说:我们不知道这行代码是以双引号形式声明字符串,还是用new关键字创建字符串

那么我们看下这端代码的反编译后的代码:

PS D:\code\javaSE\target\classes\demo> javap -c .\Main.class
Compiled from "Main.java"
public class demo.Main{
  public demo.Main();
    Code:
       : aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       : ldc           #2                  // String hello
       2: astore_1
       3: ldc           #3                  // String world
       5: astore_2
       6: new           #4                  // class java/lang/StringBuilder
       9: dup
      10: invokespecial #5                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
      13: aload_1
      14: invokevirtual #6                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
      17: aload_2
      18: invokevirtual #6                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
      21: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
      24: astore_3
      25: ldc           #8                  // String hello world
      27: astore        4
      29: getstatic     #9                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      32: aload_3
      33: aload         4
      35: if_acmpne     42
      38: iconst_1
      39: goto          43
      42: iconst_0
      43: invokevirtual #10                 // Method java/io/PrintStream.println:(Z)V
      46: return
}

直接看重点:

  • 21: invokevirtual #7 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;

  • 24: astore_3

  • 虚拟机调用StringBuilder的toString()方法获得字符串hello world,并存放至s3。

  • 下面是我们追踪StringBuilder的toString()方法源码:

    @Override
    public String toString(){
        // Create a copy, don't share the array
        return new String(value, , count);
    }

通过以上源码可以看出:s3是通过new关键字获得字符串对象的。

回到题目,也就是说字符串常量表中没有存储hello world的引用,当s4以引号的形式声明字符串时,由于在字符串常量池中查不到相应的引用,所以会在堆内存中新创建一个字符串对象。 所以s3和s4指向的不是同一个字符串对象, 结果为false。

收藏 (0)
评论列表
正在载入评论列表...
我是有底线的
为您推荐
    暂时没有数据