Java修炼之路——基础篇——String
String
1：字符串的不可变性
什么是不可变对象？不可变对象是指创建后无法变更的对象
String为什么是不可变的？String类为final，并且内部字符数组也为final。所以String对象是不可变对象。
String类为什么要设计为不可变？
主要出于对效率和安全的考量。
当你复制一个对象的时候，如果你知道它是不可变的，那么你只需要复制此对象的引用即可，一般引用会比对象小很多，所以能提高效率；String是不可变的，所以字符串常量池才可以存在，减少很多heap内存的占用；因为String的不可变性，所以在创建的时候hashcode就可以缓存，很适合作为map的key值；
安全方面：不可变对象是线程安全的。在多线程情况下，可变对象的内部状态可能会被其他线程改变，导致不可预期的结果。比如数据库连接，socket连接的IP PORT，类加载器等，都是通过String传参的，如果String是可变的，那会引起很大的安全问题。
2：JDK 6和JDK 7中substring的原理及区别
subString(int beginIndex, int endIndex)方法用来截取字符串
String x = "qwertt";
x = x.substring(1,2);
System.out.println(x);
结果输出：
w
JDK6中的subString
String类有三个属性：
char[] value：字符数组
int offset：起始位置
int count：字符串长度
对于subString方法，生成的String对象，value相同，只是改变了offset和count。这样会导致一个严重的问题：本来只需要很短的字符串，但是因为指向了一个很长的字符串，导致这个长字符串无法回收，存在内存泄漏的风险。
//JDK 6
String(int offset, int count, char value[]) {
this.value = value;
this.offset = offset;
this.count = count;
}
public String substring(int beginIndex, int endIndex) {
//check boundary
return new String(offset + beginIndex, endIndex - beginIndex, value);
}
jdk6中，为解决上述问题，一般生成一个新的字符串并引用它：
x = x.substring(x, y) + ""
JDK7中的subString
在jdk7中，对上述问题进行了优化。每次执行subString的时候，都会去生成一个新的char[] ，从而避免了上述问题
jdk7源码如下：
//JDK 7
public String(char value[], int offset, int count) {
//check boundary
this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset + count);
}
public String substring(int beginIndex, int endIndex) {
//check boundary
int subLen = endIndex - beginIndex;
return new String(value, beginIndex, subLen);
}
3：replaceFirst、replaceAll、replace区别
先看一个示例：
String s = "my.test.txt";
System.out.println(s.replace(".", "#"));
System.out.println(s.replaceAll(".", "#"));
System.out.println(s.replaceFirst(".", "#"));
System.out.println(s.replaceFirst("\\.", "#"));
执行结果：
my#test#txt
###########
#y.test.txt
my#test.txt
原因：
replace方法有两个实现，一个是传入字符，循环匹配；一个是传入字符串，使用Pattern的逐个按字符进行匹配；
replaceFirst和replaceAll是使用Pattern，进行正则表达式的匹配。因为“.”在正则表达式中，表示任一字符，所以出现了“###########”的结果。
附源代码实现（jdk1.8版）
replace()：
public String replace(char oldChar, char newChar) {
if (oldChar != newChar) {
int len = value.length;
int i = -1;
char[] val = value; /* avoid getfield opcode */
while (++i < len) {
if (val[i] == oldChar) {
break;
}
}
if (i < len) {
char buf[] = new char[len];
for (int j = 0; j < i; j++) {
buf[j] = val[j];
}
while (i < len) {
char c = val[i];
buf[i] = (c == oldChar) ? newChar : c;
i++;
}
return new String(buf, true);
}
}
return this;
}
replace()：
public String replace(CharSequence target, CharSequence replacement) {
return Pattern.compile(target.toString(), Pattern.LITERAL).matcher(
this).replaceAll(Matcher.quoteReplacement(replacement.toString()));
}
replaceAll()：
public String replaceAll(String regex, String replacement) {
return Pattern.compile(regex).matcher(this).replaceAll(replacement);
}
replaceFirst()：
public String replaceFirst(String regex, String replacement) {
return Pattern.compile(regex).matcher(this).replaceFirst(replacement);
}
4：String对“+”的重载、字符串拼接的几种方式和区别
字符串的拼接方式：“+”、StringBuffer、new String().concat、StringBuilder
“+”：底层是使用StringBuilder实现。如：
String s1 = "11";
String s2 = "22";
String s = s1+s2;
System.out.println(s);
其实此段代码基本等价于：
String s1= "11";
String s2= "22";
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append(s1);
sb.append(s2);
String str = sb.toString();
System.out.println(str);
在大量使用“+”进行字符串拼接的时候，会产生大量的StringBuilder和String对象，会严重影响效率
concat：
concat其实是申请一个新的数组，进行数组的拷贝，然后用来创建新的String对象。底层是调用：System.arraycopy()
public String concat(String str) {
int otherLen = str.length();
if (otherLen == 0) {
return this;
}
int len = value.length;
char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);
str.getChars(buf, len);
return new String(buf, true);
}
StringBuffer & StringBuilder
两者调用的父类方法如下，区别在于StringBuffer 方法用了synchronized，是线程安全的
与concat的区别在于：
扩容逻辑不同，concat为需要多少扩多少，StringBuilder等是指数级扩容；
concat每次会生成新的String对象，而StringBuilder不会
public AbstractStringBuilder append(String str) {
if (str == null)
return appendNull();
int len = str.length();
ensureCapacityInternal(count + len);
str.getChars(0, len, value, count);
count += len;
return this;
}
5：String.valueOf和Integer.toString的区别
直接看源代码就好
public static String valueOf(int i) {
return Integer.toString(i);
}
//对null进行了处理
public static String valueOf(Object obj) {
return (obj == null) ? "null" : obj.toString();
}
public static String toString(int i) {
if (i == Integer.MIN_VALUE)
return "-2147483648";
int size = (i < 0) ? stringSize(-i) + 1 : stringSize(i);
char[] buf = new char[size];
getChars(i, size, buf);
return new String(buf, true);
}
6：switch对String的支持
Java JDK7中switch添加了对String的支持，之前仅支持（short、int、byte、char），并且底层最终都会转为int类型。那么对于String，是如何支持的呢？
请看以下代码：
public static void test(String status) {
switch (status) {
case "INIT":
System.out.println("INIT");
break;
case "PAY_ING":
System.out.println("PAY_ING");
break;
case "PAY_SUCCESS":
System.out.println("PAY_SUCCESS");
break;
case "PAY_FAIL":
System.out.println("PAY_FAIL");
break;
default:
System.out.println("default");
break;
}
}
反编译class文件得到：
public void test(String status)
{
String str;
switch ((str = status).hashCode())
{
case -2113017739:
if (str.equals("PAY_FAIL")) break label129; break;
case -68158581:
if (str.equals("PAY_ING")) break label107; break;
case 2252048:
if (str.equals("INIT")) break label96; break;
case 1643683628:
if (!(str.equals("PAY_SUCCESS"))) { break label140:
System.out.println("INIT");
return;
System.out.println("PAY_ING");
return;
}
System.out.println("PAY_SUCCESS");
return;
label129: System.out.println("PAY_FAIL");
label140: break;
default:
label96: label107: System.out.println("default");
}
}
虽然看不懂有些带标签的break语句（break label;）但是很明显可以看出来支持String的方式：
将String转为了int类型的hashCode，因为hashCode可能会冲突，又加入了equals判断。
7：字符串池、常量池（运行时常量池、Class常量池）、intern
偷个懒，先放个链接，后续再慢慢完善
https://www.cnblogs.com/tiancai/p/9321338.html