Java String类相关知识梳理（含字符串常量池（String Pool）知识）

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目录

1. String类是什么

　　1.1 定义

　　1.2 类结构

　　1.3 所在的包

2. String类的底层数据结构

3. 关于 intern() 方法（重点）

　　3.1 作用

　　3.2 字符串常量池（String Pool）

4. String类所用的连接符

5. String类的主要作用（简）

正文

1. String类是什么

　　1.1 定义

　　String类表示字符串。Java程序中的所有字符串都是这个String的实例，比如"abc"。字符串为常数，它们的值在创建之后不能更改。因为字符串对象是不可变的，避免了现线程安全问题的出现，所以可以共享它们。

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　　问：“字符串为常数，它们的值在创建之后不能更改”——①这句话的具体表现（从String的使用角度出发）？②为什么要一经创建就不可更改？③怎么做到一经创建就不可更改的？

　　　　答：

　　　　①通过调用String的方法我们可以发现，String并未真正提供“字符串的修改”方法，诸如replace这类的字符串替换方法，也只是创建一个新的字符串来替换，而非在原字符串上进行替换；

　　　　②这个问题从字符串的使用场景来解释比较好理解：从用户使用时的安全性考虑（线程安全），八种基本数据类型的“复制”是再新创建一份相同的数据，而String其实也相当于是一种基本的数据类型，只是它有引用，比较复杂一些，所以字符串要一经创建就不能更改。

　　　　③封装：虽然String的底层数据结构是char数组（数组的内容是可以更改的），但是，String将该字段声明为private，且并不对外暴露修改数组内容的方法。

　　1.2 类结构

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence{……}

　　① final：String类不能被继承；

　　② Serializable：可序列化；

　　③ Comparable<String>：用于字符串之间的比较；

　　1.3 所在的包：java.lang

　　java.lang包是java语言的核心，它提供了java中的基础类。包括基本Object类、Class类、String类、基本类型的包装类、基本的数学类等等最基本的类。

2. String类的底层数据结构

private final char value[];//不可变的字符数组

　　问1. 如果说String的底层数据结构是“不可变的char数组”，那不应该是声明为“ private final char[] value;”吗？

　　　　答：这也是数组的一种声明方式，只是比较少见、少用，或许因为历史原因所以String保留使用着这种不常用的数组声明方式。

　　问2. 不可变的字符数组的声明只能保证String对象的引用不可变，而用了char数组来作为存储结构，只能保证字符串一经声明其长度不可变，但是数组中存储的内容时可以改变的，从何保证字符串一经声明就不能再变呢？

　　　　答：见 1.1的第③点；

3. 关于 intern() 方法（重点）

　　3.1 作用：该方法用于返回字符串对象的规范表示形式。

public native String intern();// native方法，看不到具体实现。

　　当调用intern方法时：

　　　　①如果字符串常量池中已经包含了一个由equals(object)方法确定的String对象的字符串，则返回池中的字符串。

　　　　②否则，将这个 String对象添加到池中（这是JDK1.8中intern()方法的注释给出的说明，但通过下面的测试，我认为是“将这个String对象的字符串添加到池中”会更好理解），并返回对这个String对象的引用。

    @Test
    public void test() {

        // 池中没有相应的字符串内容：
        String s1 = new String("hello");// 在堆中生成"hello"字符串对象
        String s2 = s1.intern();// 执行“s1.intern()”时，String Pool中没有"hello"，会直接先将s1对象复制到池中
        System.out.println(s1 == s2); // false
        System.out.println(s1.intern()); // hello

        // 池中有：
        String s3 = "world"; // 直接在String Pool中生成"world"字符串
        String s4 = s3.intern(); // 从池中拿"world"字符串返回给s4
        System.out.println(s3 == s4); // true
    }

　　3.2 字符串常量池（String Pool）

　　字符串常量池最初是空的，由类 String私下维护。

　　（1）在哪儿

　　　　在JDK6及之前版本：字符串常量池是放在永久代中；

　　　　在JDK7版本中：字符串常量池被移到了堆中。

　　（2）数据结构

　　　　在HotSpot VM中字符串常量池是通过一个StringTable类（一个Hash表，并非java实现类，所以知道即可）实现的；这个StringTable在每个HotSpot VM的实例中只有一份，被所有的类共享；

　　（3）存放的内容

　　　　在JDK6及之前版本：String Pool里放的都是字符串常量；

　　　　在JDK7.0中：由于String.intern()发生了改变，因此String Pool中也可以存放放于堆内的字符串对象的引用。

　　（4）特性：常量池中不存在两个相同的对象

　　（5）字符串常量池存在的意义（为什么要有它？）：避免字符串常量的重复创建，节省内存空间。

　　（6）什么情况下生成的字符串才会被放到String Pool中？

　　　　① 字面量：代码中直接使用双引号引着的字符串都会被存储到字符串常量池中，如：String abc = "abc";；

　　　　② 调用String的 intern()方法，如果字符串内容是字符串常量池中没有的，那么会先复制一份内容到字符串常量池中；

4. String类所用的连接符

　　Java语言为“+”连接符以及将对象转换为字符串提供了特殊的支持：

　　字符串对象可以使用“+”连接其他对象。其实字符串连接是通过StringBuilder（或 StringBuffer）及其 append()方法 实现的。

　　字符串转换是通过 toString()方法实现的，该方法由Object定义，并由Java中的所有类继承。

5. String类的主要作用（简）　

　　①检查序列的单个字符、
　　②比较字符串、
　　③搜索字符串、
　　④提取子字符串
　　⑤创建一个字符串的副本的方法，
　　⑥大小写转换；
　　⑦更多；

Java String类相关知识梳理（含字符串常量池（String Pool）知识）

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