浅谈Java中字符串的初始化(详细图解)

兄弟帮我教下,浅谈Java中字符串的初始化(详细图解)
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心素如简人淡如菊

2024-11-25 05:54:48

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Strings="hello"或Strings=newString("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float和double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:

publicstaticvoidmain(String[]args){Strings1="hello";Strings2=newString("hello");System.out.println(s1==s2);//false}

先来看看第一行代码Strings1="hello";

直接通过双引号(Strings1="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(Strings1="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Strings2=newString("hello");

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:

publicstaticvoidmain(String[]args){Strings1=newString("hello")+newString("world");s1.intern();Strings2="helloworld";System.out.println(s1==s2);//true}

第一行代码Strings1=newString("hello")+newString("world");的执行过程是这样子的:

依次在堆内存中创建hello和world两个字符串对象;

然后把它们拼接起来(底层使用StringBuilder实现);

在拼接完成后会产生新的helloworld对象,这时变量s1指向新对象helloworld。

执行完第一行代码后,内存是这样子的:

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helloworld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:

第三行代码Strings2="helloworld";

首先虚拟机会去检查字符串常量池,发现有指向helloworld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:

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:

publicclassMain{publicstaticvoidmain(String[]args){Strings1="hello";Strings2="world";Strings3=s1+s2;Strings4="helloworld";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Strings3=s1+s2;,我们不知道s1+s2在创建完新字符串helloworld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:

PSD:\code\javaSE\target\classes\demo>javap-c.\Main.classCompiledfrom"Main.java"publicclassdemo.Main{publicdemo.Main();Code:0:aload_01:invokespecial#1//Methodjava/lang/Object."<init>":()V4:returnpublicstaticvoidmain(java.lang.String[]);Code:0:ldc#2//Stringhello2:astore_13:ldc#3//Stringworld5:astore_26:new#4//classjava/lang/StringBuilder9:dup10:invokespecial#5//Methodjava/lang/StringBuilder."<init>":()V13:aload_114:invokevirtual#6//Methodjava/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;17:aload_218:invokevirtual#6//Methodjava/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;21:invokevirtual#7//Methodjava/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;24:astore_325:ldc#8//Stringhelloworld27:astore429:getstatic#9//Fieldjava/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;32:aload_333:aload435:if_acmpne4238:iconst_139:goto4342:iconst_043:invokevirtual#10//Methodjava/io/PrintStream.println:(Z)V46:return}

直接看重点:

21:invokevirtual#7//Methodjava/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;

24:astore_3

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

下面是我们追踪StringBuilder的toString()方法源码:

@OverridepublicStringtoString(){//Createacopy,don'tsharethearrayreturnnewString(value,0,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helloworld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。

总结

阅读完本文,相信你对于字符串的初始化的了解又更上一层了。关注我,一个专注分享Java知识的新时代农民工。

作者:初念初恋