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Java中的字符串驻留

来源:中国IT实验室 作者:佚名 发表于:2013-07-04 14:23  点击:
最近在工作的时候,一句再正常不过的代码String a = hello + world;被改成了new StringBuilder().append(hello).append(world);当时就比较疑惑这样做的好处,后来到网上查找了一番 之后才清楚这与Java中的字符串驻留机制有关,那么什么是驻留呢? 顾名思义,
 最近在工作的时候,一句再正常不过的代码String a = “hello” + “world”;被改成了new StringBuilder().append(“hello”).append(“world”);当时就比较疑惑这样做的好处,后来到网上查找了一番 之后才清楚这与Java中的字符串驻留机制有关,那么什么是驻留呢?  顾名思义,驻留就是在内存中保留(在Java中,我们通常称驻留对象的地方为驻留池,不过它也是内存的一部分),它不仅存在于Java中,在C#中同样存在。那么我就写几个例子来讲解什么叫Java中字符串的驻留:
public class test {
  public static void main(String[] args) {
      String a = "abc";
      String b = "abc";
      System.out.println(a == b);  // true
      String c = new String("abc");
      System.out.println(a == c);  // false
      System.out.println(a.equals()); // true 
  }
}
  上面这段代码在执行完String a = “abc”这一句的时候会在内存中创建一个值为abc的String类型对象。当执行下一句代码,即String b = “abc”的时候,java会首先去驻留池里面查找是否有值为abc的字符串对象,如果有就让b引用执行那个对象,如果没有就新创建一个并且将其存放在驻 留池中。所以,不难理解,当程序执行到第三句话的时候会返回true,我们知道==在java中比较的是对象的引用指向的对象的内存首地址是否一样,而a 和b指向的是同一个对象,所以会返回true。继续往下走,当程序执行到String c = new String(“abc”)这句话的时候,java做的事包括: 检查abc这个字符串对象是否在驻留池中,如果存在就把它当做值,然后再在堆上创建一个String类型的对象放到堆中(我们都知道在java中对象是放 在堆中,对象的引用是存放在栈中)。所以这句话其实可能创建了2个对象(如果abc已经在驻留池中了,就只是在堆中创建了一个对象)。同时通过new String()创建出来的字符串对象是不会被放到驻留池中的。你也许会想,有没有一种方法让我把在堆中创建的对象放到驻留池中去呢?答案是有 的!java提供了一个方法叫做intern(),如果执行c.intern(),会首先把c指向的对象放到驻留池中,然后返回指向这个对象的引用。那 么,以下代码会输出什么呢?
public class test {
  public static void main(String[] args) {
      String a = "abc";
      String b = new String("abc");
      System.out.println(a == b.intern());  // true
      System.out.println(a == b);  // false
  }
}
  当然是true!不过它的执行过程还是值得说一下的,重点在b.intern();这句话上。经过上面的讲解你也许会想过程应该是首先到堆中创 建一个值为abc的String对象,然后将这个对象放到驻留池中。那么如果驻留池中已经存在值为abc的字符串对象了呢?那么b.intern会直接返 回驻留池中的对象,所以这里会返回true。继续向下执行,System.out.println(a == b);会返回false,因为在执行b.intern();这句话的时候,实际上是直接返回了驻留池中的对象,所以对原本b指向的堆中的对象没有影响,所 以a == b会返回false。
  我通过上面这个例子简单讲解了java中的字符串驻留,那么现在回到文章开始部分的疑惑去,为什么使用StringBuilder而不是简单地 使用”+”来连接字符串呢?经过上面的讲解,你可能会猜测StringBuilder用了字符串驻留,而”+”不是。恭喜你,你答对了,加10分。但是你 也许并不知道使用”+”的时候tricky的地方在哪里。继续往下看。
  原因在于使用+连接字符串每次都生成新的对象,而且是在堆内存上进行,而堆内存速度比较慢(相对而言),那么再大量连接字符串时直接+是不可取 的,当然需要一种效率高的方法。Java提供的StringBuffer和StringBuilder就是解决这个问题的。区别是前者是线程安全的而后者是非线程安全的。所以促使我写这篇博客的问题的原因就找到了。此外,值得注意的一点是,驻留池是不会被GC回收的,它会在程序运行期间一直保留。
  最后我还想再说点题外话,请看下面这段程序:
public class test {
  public static void main(String[] args) {
      String a = "a";
      String b = "b";
      String c = "ab";
      String d = "a" + "b";
      String e = a + "b";
      String f = a + b;
      System.out.println(c == d);  // true
      System.out.println(c == e);  // false
      System.out.println(c == f);  // false
      System.out.println(d == e);  // false
      System.out.println(d == f);  // false
      System.out.println(e == f);  // false
  }
}
  c == d输出true,因为c和d都是字符串常量,他们的值在编译时就确定了。而所有涉及到引用的地方都是在运行时才确定值的,所有下面会全部输出为false。

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