详细图解Java中字符串的初始化

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String s = "hello"或String s = new String("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：

public static void main(String[] args) {
    String s1 = "hello";
    String s2 = new String("hello");
    System.out.println(s1 == s2);   //false
}

先来看看第一行代码String s1 = "hello";

直接通过双引号（ String s1 = "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（ String s1 = "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String s2 = new String("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：

public static void main(String[] args) {
    String s1 = new String("hello ") + new String("world");
    s1.intern();
    String s2 = "hello world";
    System.out.println(s1 == s2);   //true
}

第一行代码String s1 = new String("hello ") + new String("world");的执行过程是这样子的：

1. 依次在堆内存中创建hello和world两个字符串对象；
2. 然后把它们拼接起来 (底层使用StringBuilder实现)；
3. 在拼接完成后会产生新的hello world对象，这时变量s1指向新对象hello world。

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hello world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String s2 = "hello world";

首先虚拟机会去检查字符串常量池，发现有指向hello world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：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "hello ";
        String s2 = "world";
        String s3 = s1 + s2;
        String s4 = "hello world";
        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String s3 = s1 + s2;，我们不知道s1 + s2在创建完新字符串hello world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：

PS D:\code\javaSE\target\classes\demo> javap -c .\Main.class
Compiled from "Main.java"
public class demo.Main {
  public demo.Main();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: ldc           #2                  // String hello
       2: astore_1
       3: ldc           #3                  // String world
       5: astore_2
       6: new           #4                  // class java/lang/StringBuilder
       9: dup
      10: invokespecial #5                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
      13: aload_1
      14: invokevirtual #6                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
      17: aload_2
      18: invokevirtual #6                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
      21: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
      24: astore_3
      25: ldc           #8                  // String hello world
      27: astore        4
      29: getstatic     #9                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      32: aload_3
      33: aload         4
      35: if_acmpne     42
      38: iconst_1
      39: goto          43
      42: iconst_0
      43: invokevirtual #10                 // Method java/io/PrintStream.println:(Z)V
      46: return
}

直接看重点：

• 21: invokevirtual #7 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
• 24: astore_3
• 虚拟机调用StringBuilder的toString()方法获得字符串hello world，并存放至s3。

下面是我们追踪StringBuilder的toString()方法源码：

@Override
public String toString() {
    // Create a copy, don't share the array
    return new String(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hello world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

到此这篇关于Java中字符串初始化的文章就介绍到这了,更多相关Java字符串的初始化内容请搜索猪先飞以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持猪先飞！