你真的了解String吗?之前一篇博客写jvm时,就觉得String可以单独拎出来写一篇博客,毕竟几乎所有的面试都是以String开始的,由此可以延伸出线程安全问题,jvm内存模型等问题。也以此告诫我们,作为一个技术开发人员,时刻需要关注底层的实现,保持刨根问底的好奇心的重要性!
这里提一下解读源码的思路:
- 1.看其实现、继承
- 2.看其构造方法
- 3.看其重写的方法
- 4.了解其其他方法的实现
源码实现
1.以主流的jdk1.8来说,Spring 内部实际存储的结构为char数组,源码如下:
public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence { /** The value is used for character storage. */ private final char value[]; /** Cache the hash code for the string */ private int hash; // Default to 0 /** use serialVersionUID from JDK 1.0.2 for interoperability */ private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L; //...其他内容省略 }
构造方法
我们先来看看它重要的4个构造方法:
// String 为参数的构造方法 public String(String original) { this.value = original.value; this.hash = original.hash; } // char[] 为参数的构造方法 public String(char value[]) { this.value = Arrays.copyOf(value, value.length); } // StringBuffer 为参数的构造方法 public String(StringBuffer buffer) { synchronized(buffer) { this.value = Arrays.copyOf(buffer.getValue(), buffer.length()); } } // StringBuilder 为参数的构造方法 public String(StringBuilder builder) { this.value = Arrays.copyOf(builder.getValue(), builder.length()); }
可以看到除了String 为参数的构造方法是直接赋值,其他三个方法都是调用Arrays.copyOf()方法复制一份等长的数据,并且StringBuffer考虑到线程安全的问题,使用了synchronized关键字。
Arrays.copyOf()实际上是调用了底层的实现(native本地方法,实际调用了C的方法库,对内存进行读写操作):System.arraycopy(original, 0, copy, 0,Math.min(original.length, newLength));
equals
String 重写了equals() 方法,源码如下:
/* @see #compareTo(String) * @see #equalsIgnoreCase(String) */ public boolean equals(Object anObject) { if (this == anObject) { // 对象引用相同直接返回true return true; } if (anObject instanceof String) { // 判断值是否为String类型 String anotherString = (String)anObject; int n = value.length; if (n == anotherString.value.length) { // 把两个值都转为char[] 数组对比 char v1[] = value; char v2[] = anotherString.value; int i = 0; // 循环比对两个字符串的每一个字符 while (n-- != 0) { // 如果有一个字符不相同就返回false if (v1[i] != v2[i]) return false; i++; } return true; } } return false; }
还有一个和equals()比较类似的方法equalsIgnoreCase(),用于忽略字符串大小写后进行字符串比对!
compareTo()方法,用于比较两个字符串,返回int类型,源码:
public int compareTo(String anotherString) { int len1 = value.length; int len2 = anotherString.value.length; // 获取到两个字符串长度最短的那个长度 int lim = Math.min(len1, len2); char v1[] = value; char v2[] = anotherString.value; int k = 0; // 对比每个字符 while (k < lim) { char c1 = v1[k]; char c2 = v2[k]; if (c1 != c2) { // 有字符不相等就返回差值(隐式转换 a为1 z为26) return c1 - c2; } k++; } return len1 - len2; }
从源码可以看出,compareTo方法会循环对比所有的字符,当连个字符串中有任意一个字符串不相同时,就返回差值。当相等时返回0;(注:equals 和 compareTo只比较字符层面是否相等,不比较对象的引用是否一致) 例如下代码:
String str1 = "java"; String str2 = "java"; String str3 = new String("java"); String str4 = new String("java"); System.out.println(str1==str2); // true System.out.println(str1.equals(str2)); // true System.out.println(str1.compareTo(str2)); // 0 System.out.println(str2==str3); // false System.out.println(str2.equals(str3)); // true System.out.println(str2.compareTo(str3)); // 0 System.out.println(str3==str4); //false System.out.println(str3.equals(str4)); // true System.out.println(str3.compareTo(str4)); // 0
可以看出,equals() 和 compareTo() 方法是等价的,唯一的不同是equals(Object),compareTo(String) 参数不同!
其他方法
- indexOf() 查询字符串首次出现的下标位置
- lastIndexOf() 查询字符串最后出现的下标位置
- contain() 查询字符串是否包含另一个字符串
- toLowerCase() 把字符串全部转为小写
- toUpperCase() 把字符串全部转换为大写
- length() 查询字符串长度 (数组查看长度size(),但是前台数组查看长度依然是length(),有时候前端写忘记了关键还不报错!)
- trim() 去掉首位空格
- replace() 替换字符串中某些字符
- split() 把字符串分割并返回字符串数组
- join() 把字符串数组转换为字符串
常见面试题
1.为什么String 要有final修饰? 2.String中StringBuilder 和StringBuffer 有什么区别? 3.String 的intern() 方法有什么含义? 4.String 类型在jvm 中是如何存储的?编译器对String 做了哪些优化?
接下来我们一个个看下这些问题的答案: 1.为了安全和高效的考虑,如果不是final的话,传参和内部指令调用时,它的值被改变了的话可能会引起不可预知的系统崩溃问题,且传参的时候需要重新拷贝一个新值,性能上会有一定损失! 2.StringBuilder 是非线程安全的,StringBuffer是线程安全的,但是考虑了线程安全就兼顾不了性能,在非并发的操作下我们选择StringBuilder来操作字符串的拼接。 3.intern() 方法是将字符串保存到常量池中。
String s1 = "java"; String s2 = s1.intern(); String s3 = new String("java"); String s4 = s3.intern(); System.out.println(s1 == s2); // true System.out.println(s1 == s3); //false System.out.println(s3 == s4);// false s3在堆中 s4在常量池中
4.编译器堆代码进行了优化如下:
String s1 = "ja" + "va"; String s2 = "java"; System.out.println(s1 == s2);//true
其中"ja" + "va"被直接编译成了"java".因此s1==s2才成立!
小结:String的面试点基本就在== equals()和StringBuild和StringBuffer这里!若还要深问就会问jvm 线程并发了。还是要多看源码,做到知其然知其所以然!