JDK源码分析之String、StringBuilder和StringBuffer

前言

创新互联公司是一家企业级云计算解决方案提供商,超15年IDC数据中心运营经验。主营GPU显卡服务器，站群服务器，眉山服务器托管，海外高防服务器，机柜大带宽，动态拨号VPS，海外云手机，海外云服务器，海外服务器租用托管等。

本文主要介绍了关于JDK源码分析之String、StringBuilder和StringBuffer的相关内容，分享出来供大家参考学习，下面话不多说了，来一起看看详细的介绍吧

String类的申明

public final class String
 implements java.io.Serializable, Comparable, 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 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 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：

JDK源码分析之String、StringBuilder和StringBuffer

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

JDK源码分析之String、StringBuilder和StringBuffer

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

  System.out.println(X==str9); //true
} }

反编译后的代码看一下便一目了然:

JDK源码分析之String、StringBuilder和StringBuffer

内存分配如下：

JDK源码分析之String、StringBuilder和StringBuffer

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。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对创新互联的支持。

网页标题：JDK源码分析之String、StringBuilder和StringBuffer
标题链接：http://chengdu.cdxwcx.cn/article/gchoip.html

甜橘子，专注成都网站制作网站设计与营销型网站建设与优化

首页

网站建设

网站制作案例

解决方案

网站设计报价

网站制作动态

关于我们

联系我们

成都网站建设设计将想法与焦点和您一起共享

JDK源码分析之String、StringBuilder和StringBuffer

其他资讯

php导出百万级数据库 php10万数据快速导出excel

智能聊天连接公众号上 ChatGPT公众号

linux创建命令别名 linux创建命名空间

sap系统采集数据库的简单介绍

sap系统305是做什么的简单介绍

甜橘子，专注成都网站制作网站设计与营销型网站建设与优化

成都网站建设设计 将想法与焦点和您一起共享

JDK源码分析之String、StringBuilder和StringBuffer

其他资讯

php导出百万级数据库 php10万数据快速导出excel

智能聊天连接公众号上 ChatGPT公众号

linux创建命令别名 linux创建命名空间

sap系统采集数据库的简单介绍

sap系统305是做什么的简单介绍

成都网站建设设计将想法与焦点和您一起共享