java基础面试题-String深入理解

String实现源码

在java6之前，String对象主要有四个成员变量：char[]数组，offset偏移量，count字符数量，hash哈希值；通过offset和count两个属性可以定位char[]数组，共享数组对象，但是有可能会导致内存泄露。

泄露原因：调用subString获取小段字符串时，会共享原String对象，如果subString的对象一直被引用，且原String对象非常大，就会导致String对象的字符串一直无法被GC，出现内存泄露。

java7/8去掉了offset和count属性，同时修复了subString方法的bug。
java9中维护了一个新的属性coder，标识字符串的字节编码；char[]改成byte[]，可以减少每一个字符的占用空间，由16字节减少为8字节。

截取部分java8字符串源码

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;
    ......
    }

    public String substring(int beginIndex) {
        if (beginIndex < 0) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
        }
        int subLen = value.length - beginIndex;
        if (subLen < 0) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(subLen);
        }
        return (beginIndex == 0) ? this : new String(value, beginIndex, subLen);
    }

不可变性的好处

• 不可变对象不会被恶意修改，所以多线程共享时是线程安全的。
• hash属性值一旦确定，不会被变更，确保唯一性。
• 可以节约内存，实现字符串常量池。
  ==String str = “abc”,String str = new String(“abc”)的区别==

String str = “abc”的方式会检查对象是否在字符串常量池中，如果在，就直接返回该对象的引用；否则新的字符串将在常量池中被创建。

str = new String(“abc”)每次都会在堆中新建一个对象。

String使用优化

字符串常量定义

字符串常量，使用String str = “test str”的方式来定义，==String str = “a” + “b” + “cc”，字符串常量的拼接编译器会自动优化成String str = “abcc”，但字符串变量的拼接则不是如此==

例如：

String str = "haha";

for(int i=0; i<10; i++) {
      str = str + i;
}

编译器会自动优化成：

String str = "haha";

for(int i=0; i<10; i++) {
              str = (new StringBuilder(String.valueOf(str))).append(i).toString();
}

这样在循环体内一直生成新的StringBuilder对象，性能是比较低的，这种情况下，最好在循环外层定义一个StringBuilder对象，然后使用该对象进行字符串的拼接。

String.intern大有可为

调用String的intern方法，会检查字符串常量池中是否有等于该对象的字符串，如果没有，就在常量池中新增该对象，并返回对象的引用；如果有，就返回常量池中字符串的引用。
==通俗点说，针对某个字符串常量，大家是共用常量池中的字符串常量的。这个优化，导致的内存空间节约可能是巨大的==
举个例子：
我们有个居民信息管理系统，存储的信息涉及到每个居民的省份，城市等，对应每个person的关键字段有String province， String city，假设居民数量是10亿，province和city的平均占用空间分别是10字节和5字节。
不使用String.intern时，占用的空间可能就是10亿15(字节) ==如果使用String.intern，所有居民共用同一份常量池里的字符串资源。如果全国所有省市都遍历完的话，大概占用空间为1540(省的个数)*100(每个省城市的个数)，差的可不是一两个数量级。==

String经典问题

对象地址是否相同

有了上面的基础，判断定义字符串的地址是否相同就比较容易了。

    public static void main(String[] args) {
        String str1= "abc";
        String str2= new String("abc");
        String str3= str2.intern();
        System.out.println((str1 == str2));
        System.out.println((str2 == str3));
        System.out.println((str1 == str3));
    }
//输出
false
false
true

String、StringBuffer、StringBuilder区别

• String，定义字符串常量，每次对字符串的修改，都会返回一个新的字符串对象。如果涉及到字符串变量的拼接，不建议使用String。
• StringBuilder，主要用于字符串变量的拼接，性能比String的拼接要高。线程不安全。适用于单线程或没有线程安全问题的字符串变量拼接。
• StringBuffer，与StringBuilder类似，不过StringBuffer是线程安全的，也就是说任何对字符串的操作，都是加锁的，所以性能比StringBuilder低。适用于多线程下字符串变量的修改。