從一段代碼說起：

public void stringTest(){
    String a = "a"+"b"+1;
    String b = "ab1";
    System.out.println(a == b);
}

大家猜一猜結(jié)果如何？如果你的結(jié)論是true。好吧，再來一段代碼：

public void stringTest(){
    String a = new String("ab1");
    String b = "ab1";
    System.out.println(a == b);
}

結(jié)果如何呢？正確答案是false。

讓我們看看經(jīng)過編譯器編譯后的代碼如何

//第一段代碼
public void stringTest() {
    String a = "ab1";
    String b = "ab1";
    System.out.println(a == b);
}
//第二段代碼
public void stringTest() {
    String a1 = new String("ab1");
    String b = "ab1";
    System.out.println(a1 == b);
}

也就是說第一段代碼經(jīng)過了編譯期優(yōu)化，原因是編譯器發(fā)現(xiàn)"a"+"b"+1和"ab1"的效果是一樣的，都是不可變量組成。但是為什么他們的內(nèi)存地址會(huì)相同呢？如果你對(duì)此還有興趣，那就一起看看String類的一些重要源碼吧。

一， String類

String類被final所修飾，也就是說String對(duì)象是不可變量，并發(fā)程序最喜歡不可變量了。String類實(shí)現(xiàn)了Serializable, Comparable, CharSequence接口。

Comparable接口有compareTo(String s)方法，CharSequence接口有l(wèi)ength()，charAt(int index)，subSequence(int start,int end)方法。

二， String屬性

String類中包含一個(gè)不可變的char數(shù)組用來存放字符串，一個(gè)int型的變量hash用來存放計(jì)算后的哈希值。

/** 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;

三， String構(gòu)造函數(shù)

//不含參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，一般沒什么用，因?yàn)関alue是不可變量
public String() {
    this.value = new char[0];
}

//參數(shù)為String類型
public String(String original) {
    this.value = original.value;
    this.hash = original.hash;
}

//參數(shù)為char數(shù)組，使用java.utils包中的Arrays類復(fù)制
public String(char value[]) {
    this.value = Arrays.copyOf(value, value.length);
}

//從bytes數(shù)組中的offset位置開始，將長度為length的字節(jié)，以charsetName格式編碼，拷貝到value
public String(byte bytes[], int offset, int length, String charsetName)
    throws UnsupportedEncodingException {
    if (charsetName == null)
    throw new NullPointerException("charsetName");
    checkBounds(bytes, offset, length);
    this.value = StringCoding.decode(charsetName, bytes, offset, length);
}

//調(diào)用public String(byte bytes[], int offset, int length, String charsetName)構(gòu)造函數(shù)
public String(byte bytes[], String charsetName)
        throws UnsupportedEncodingException {
    this(bytes, 0, bytes.length, charsetName);
}

四， String常用方法

boolean equals(Object anObject)

public boolean equals(Object anObject) {
//如果引用的是同一個(gè)對(duì)象，返回真
    if (this == anObject) {
        return true;
  }
//如果不是String類型的數(shù)據(jù)，返回假
if (anObject instanceof String) {
    String anotherString = (String) anObject;
    int n = value.length;
    //如果char數(shù)組長度不相等，返回假
    if (n == anotherString.value.length) {
        char v1[] = value;
        char v2[] = anotherString.value;
        int i = 0;
        //從后往前單個(gè)字符判斷，如果有不相等，返回假
        while (n-- != 0) {
            if (v1[i] != v2[i])
                    return false;
            i++;
        }
        //每個(gè)字符都相等，返回真
        return true;
    }
}
return false;
}

equals方法經(jīng)常用得到，它用來判斷兩個(gè)對(duì)象從實(shí)際意義上是否相等，String對(duì)象判斷規(guī)則：

內(nèi)存地址相同，則為真。
如果對(duì)象類型不是String類型，則為假。否則繼續(xù)判斷。
如果對(duì)象長度不相等，則為假。否則繼續(xù)判斷。
從后往前，判斷String類中char數(shù)組value的單個(gè)字符是否相等，有不相等則為假。如果一直相等直到第一個(gè)數(shù)，則返回真。

由此可以看出，如果對(duì)兩個(gè)超長的字符串進(jìn)行比較還是非常費(fèi)時(shí)間的。

int compareTo(String anotherString)

public int compareTo(String anotherString) {
//自身對(duì)象字符串長度len1
int len1 = value.length;
//被比較對(duì)象字符串長度len2
int len2 = anotherString.value.length;
//取兩個(gè)字符串長度的最小值lim
int lim = Math.min(len1, len2);
char v1[] = value;
char v2[] = anotherString.value;

int k = 0;
//從value的第一個(gè)字符開始到最小長度lim處為止，如果字符不相等，返回自身（對(duì)象不相等處字符-被比較對(duì)象不相等字符）
while (k < lim) {
    char c1 = v1[k];
    char c2 = v2[k];
    if (c1 != c2) {
        return c1 - c2;
    }
    k++;
}
//如果前面都相等，則返回（自身長度-被比較對(duì)象長度）
return len1 - len2;
}

這個(gè)方法寫的很巧妙，先從0開始判斷字符大小。如果兩個(gè)對(duì)象能比較字符的地方比較完了還相等，就直接返回自身長度減被比較對(duì)象長度，如果兩個(gè)字符串長度相等，則返回的是0，巧妙地判斷了三種情況。

int hashCode()

public int hashCode() {
int h = hash;
//如果hash沒有被計(jì)算過，并且字符串不為空，則進(jìn)行hashCode計(jì)算
if (h == 0 && value.length > 0) {
    char val[] = value;

    //計(jì)算過程
    //s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1]
    for (int i = 0; i < value.length; i++) {
        h = 31 * h + val[i];
    }
    //hash賦值
    hash = h;
}
return h;
}

String類重寫了hashCode方法，Object中的hashCode方法是一個(gè)Native調(diào)用。String類的hash采用多項(xiàng)式計(jì)算得來，我們完全可以通過不相同的字符串得出同樣的hash，所以兩個(gè)String對(duì)象的hashCode相同，并不代表兩個(gè)String是一樣的。

boolean startsWith(String prefix,int toffset)

public boolean startsWith(String prefix, int toffset) {
char ta[] = value;
int to = toffset;
char pa[] = prefix.value;
int po = 0;
int pc = prefix.value.length;
// Note: toffset might be near -1>>>1.
//如果起始地址小于0或者（起始地址+所比較對(duì)象長度）大于自身對(duì)象長度，返回假
if ((toffset < 0) || (toffset > value.length - pc)) {
    return false;
}
//從所比較對(duì)象的末尾開始比較
while (--pc >= 0) {
    if (ta[to++] != pa[po++]) {
        return false;
    }
}
return true;
}

public boolean startsWith(String prefix) {
    return startsWith(prefix, 0);
}

public boolean endsWith(String suffix) {
    return startsWith(suffix, value.length - suffix.value.length);
}

起始比較和末尾比較都是比較經(jīng)常用得到的方法，例如在判斷一個(gè)字符串是不是http協(xié)議的，或者初步判斷一個(gè)文件是不是mp3文件，都可以采用這個(gè)方法進(jìn)行比較。

String concat(String str)

public String concat(String str) {
int otherLen = str.length();
//如果被添加的字符串為空，返回對(duì)象本身
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);
}

concat方法也是經(jīng)常用的方法之一，它先判斷被添加字符串是否為空來決定要不要?jiǎng)?chuàng)建新的對(duì)象。

String replace(char oldChar,char newChar)

public String replace(char oldChar, char newChar) {
//新舊值先對(duì)比
if (oldChar != newChar) {
    int len = value.length;
    int i = -1;
    char[] val = value; /* avoid getfield opcode */

    //找到舊值最開始出現(xiàn)的位置
    while (++i < len) {
        if (val[i] == oldChar) {
            break;
        }
    }
    //從那個(gè)位置開始，直到末尾，用新值代替出現(xiàn)的舊值
    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;
}

這個(gè)方法也有討巧的地方，例如最開始先找出舊值出現(xiàn)的位置，這樣節(jié)省了一部分對(duì)比的時(shí)間。replace(String oldStr,String newStr)方法通過正則表達(dá)式來判斷。

String trim()

public String trim() {
int len = value.length;
int st = 0;
char[] val = value;    /* avoid getfield opcode */

//找到字符串前段沒有空格的位置
while ((st < len) && (val[st] <= ' ')) {
    st++;
}
//找到字符串末尾沒有空格的位置
while ((st < len) && (val[len - 1] <= ' ')) {
    len--;
}
//如果前后都沒有出現(xiàn)空格，返回字符串本身
return ((st > 0) || (len < value.length)) ? substring(st, len) : this;
}

trim方法用起來也6的飛起

String intern()

public native String intern();

intern方法是Native調(diào)用，它的作用是在方法區(qū)中的常量池里通過equals方法尋找等值的對(duì)象，如果沒有找到則在常量池中開辟一片空間存放字符串并返回該對(duì)應(yīng)String的引用，否則直接返回常量池中已存在String對(duì)象的引用。

將引言中第二段代碼

//String a = new String("ab1");
//改為
String a = new String("ab1").intern();

則結(jié)果為為真，原因在于a所指向的地址來自于常量池，而b所指向的字符串常量默認(rèn)會(huì)調(diào)用這個(gè)方法，所以a和b都指向了同一個(gè)地址空間。

int hash32()

private transient int hash32 = 0;
int hash32() {
int h = hash32;
if (0 == h) {
   // harmless data race on hash32 here.
   h = sun.misc.Hashing.murmur3_32(HASHING_SEED, value, 0, value.length);

   // ensure result is not zero to avoid recalcing
   h = (0 != h) ? h : 1;

   hash32 = h;
}

return h;
}

在JDK1.7中，Hash相關(guān)集合類在String類作key的情況下，不再使用hashCode方式離散數(shù)據(jù)，而是采用hash32方法。這個(gè)方法默認(rèn)使用系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間，String類地址，System類地址等作為因子計(jì)算得到hash種子，通過hash種子在經(jīng)過hash得到32位的int型數(shù)值。

public int length() {
    return value.length;
}
public String toString() {
    return this;
}
public boolean isEmpty() {
    return value.length == 0;
}
public char charAt(int index) {
    if ((index < 0) || (index >= value.length)) {
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
    }
    return value[index];
}

以上是一些簡單的常用方法。

總結(jié)

String對(duì)象是不可變類型，返回類型為String的String方法每次返回的都是新的String對(duì)象，除了某些方法的某些特定條件返回自身。
String對(duì)象的三種比較方式：

• ==內(nèi)存比較：直接對(duì)比兩個(gè)引用所指向的內(nèi)存值，精確簡潔直接明了。
• equals字符串值比較：比較兩個(gè)引用所指對(duì)象字面值是否相等。
• hashCode字符串?dāng)?shù)值化比較：將字符串?dāng)?shù)值化。兩個(gè)引用的hashCode相同，不保證內(nèi)存一定相同，不保證字面值一定相同。

參考原文：
https://github.com/GeniusVJR/LearningNotes/blob/master/Part2/JavaSE/String源碼分析.md