老套的筆試題

在一些老套的筆試題中，會(huì)要你判斷s1==s2為false還是true，s1.equals(s2)為false還是true。

String s1 = new String("xyz");
String s2 = "xyz";
System.out.println(s1 == s2);
System.out.println(s1.equals(s2));

對(duì)于這種題，你總能很快的給出標(biāo)準(zhǔn)答案：==比較的是對(duì)象地址，equals方法比較的是真正的字符數(shù)組。所以輸出的是false和true。

上面的屬于最低階的題目，沒有什么難度。

現(xiàn)在這種老套的題目已經(jīng)慢慢消失了，取而代之的是有一些變形的新題目：

String s1 = "aa";
String s2 = "bb";
String str1 = s1 + s2;
String str2 = "aabb";
//輸出什么呢？？？
System.out.println(str1 == str2);

final String s3 = "cc";
final String s4 = "dd";
String str3 = s3 + s4;
String str4 = "ccdd";
//又輸出什么呢？？？
System.out.println(str3 == str4);

難度提升了一些，但思考一下也不難得出答案是false和true。

今天的文章就是以這幾個(gè)題目展開的。

String對(duì)象的創(chuàng)建

先簡(jiǎn)單看一下String類的結(jié)構(gòu)：

可以發(fā)現(xiàn)，String里面有一個(gè)value屬性，是真正存儲(chǔ)字符的char數(shù)組。

在執(zhí)行String s = "xyz";的時(shí)候，在堆區(qū)創(chuàng)建了一個(gè)String對(duì)象，一個(gè)char數(shù)組對(duì)象。

如何證明創(chuàng)建了一個(gè)String對(duì)象和一個(gè)char數(shù)組對(duì)象呢？我們可以通過IDEA的Debug功能驗(yàn)證：

注意看我截圖的位置，在執(zhí)行完String s = "xyz";之后，再次點(diǎn)擊load classes，Diff欄的String和char[]分別加了1，表示在內(nèi)存中新增了一個(gè)char數(shù)組對(duì)象和一個(gè)String對(duì)象。

現(xiàn)在，我們?cè)賮砜?code>String s = new String("xyz");創(chuàng)建了幾個(gè)對(duì)象。

從這張Debug動(dòng)圖中，我們可以得出在String s = new String("xyz");之后，創(chuàng)建了兩個(gè)String對(duì)象和一個(gè)char數(shù)組對(duì)象。

又因?yàn)?code>String s = new String("xyz");的s引用只能指向一個(gè)對(duì)象，可以畫出內(nèi)存分布圖：

從圖中可以看到，在堆區(qū)，有兩個(gè)String對(duì)象，這兩個(gè)String對(duì)象的value都指向同一個(gè)char數(shù)組對(duì)象。

那么問題來了，下面的那個(gè)String對(duì)象根本就沒被引用，也就是說他沒有被用到，那么它到底是干什么的呢？

占了內(nèi)存空間又不使用，難道這是JDK的設(shè)計(jì)缺陷？

很顯然不是JDK的缺陷，JDK雖然確實(shí)有設(shè)計(jì)缺陷，但不至于這么明顯，這么愚蠢。

那下面的那個(gè)String對(duì)象是干什么的呢？

答案是用于駐留到字符串常量池中去的，注意，這里我用了一個(gè)駐留，并不是直接把對(duì)象放到字符串常量池里面去，有什么區(qū)別我們后面再講。

這里出現(xiàn)了字符串常量池的概念，我在String s = new String("xyz")創(chuàng)建了幾個(gè)實(shí)例你真的能答對(duì)嗎？中也有過比較詳細(xì)的介紹，有興趣的可以去看一下，這里不再重復(fù)了。

你只需要知道，字符串常量池在JVM源碼中對(duì)應(yīng)的類是StringTable，底層實(shí)現(xiàn)是一個(gè)Hashtable。

那字符串到底是怎么存的呢？

我們以String s = new String("xyz");為例：

首先去找字符串常量池找，看能不能找到“xyz”字符串對(duì)應(yīng)對(duì)象的引用，如果字符串常量池中找不到：

• 創(chuàng)建一個(gè)String對(duì)象和char數(shù)組對(duì)象
• 將創(chuàng)建的String對(duì)象封裝成HashtableEntry，作為StringTable的value進(jìn)行存儲(chǔ)
• new String("xyz")會(huì)在堆區(qū)又創(chuàng)建一個(gè)String對(duì)象，char數(shù)組直接指向創(chuàng)建好的char數(shù)組對(duì)象

如果字符串常量池中能找到：

• new String("xyz")會(huì)在堆區(qū)創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，char數(shù)組直接指向已經(jīng)存在的char數(shù)組對(duì)象

而String s = "xyz";是怎么樣的邏輯：

首先去找字符串常量池找，看能不能找到“xyz”字符串的引用，如果字符串常量池中能找不到：

• 創(chuàng)建一個(gè)String對(duì)象和char數(shù)組對(duì)象
• 將創(chuàng)建的String對(duì)象封裝成HashtableEntry，作為StringTable的value進(jìn)行存儲(chǔ)
• 返回創(chuàng)建的String對(duì)象

如果字符串常量池中能找到：

• 直接返回找到引用對(duì)應(yīng)的String對(duì)象

總結(jié)而言就是：

對(duì)于String s = new String("xyz");這種形式創(chuàng)建字符串對(duì)象，如果字符串常量池中能找到，創(chuàng)建一個(gè)String對(duì)象；如果如果字符串常量池中找不到，創(chuàng)建兩個(gè)String對(duì)象。

對(duì)于String s = "xyz";這種形式創(chuàng)建字符串對(duì)象，如果字符串常量池中能找到，不會(huì)創(chuàng)建String對(duì)象；如果如果字符串常量池中找不到，創(chuàng)建一個(gè)String對(duì)象。

所以，在日常開發(fā)中，能用String s = "xyz";盡量不用String s = new String("xyz");，因?yàn)榭梢陨賱?chuàng)建一個(gè)對(duì)象，節(jié)省一部分空間。

需要強(qiáng)調(diào)的是，字符串常量池存的不是字符串也不是String對(duì)象，而是一個(gè)個(gè)HashtableEntry，HashtableEntry里面的value指向的才是String對(duì)象，為了不讓表述變得復(fù)雜，我省略了HashtableEntry的存在，但不代表它就不存在。

上文提到的駐留就是新建HashtableEntry指向String對(duì)象，并把HashtableEntry存入字符串常量池的過程。

在網(wǎng)上一些文章中，一些作者可能是為了讓讀者更好的理解，省略了一些這些，一定要注意辨別區(qū)分。

達(dá)成以上共識(shí)之后，我們?cè)倩仡櫼幌履莻€(gè)老套的筆試題。

String s1 = new String("xyz");
String s2 = "xyz";
//為什么輸出的是false呢？
System.out.println(s1 == s2);
//為什么輸出的是true呢？
System.out.println(s1.equals(s2));

有了上面的基礎(chǔ)之后，我們畫出對(duì)應(yīng)的內(nèi)存圖，s1 == s2為什么是false就一目了然了。

因?yàn)閑quals方法比較的真正的char數(shù)據(jù)，而s1和s2最終指向的都是同一個(gè)char數(shù)組對(duì)象，所以s1.equals(s2)等于true。

關(guān)于他們最終指向的都是同一個(gè)char數(shù)組對(duì)象這一觀點(diǎn)，也可以通過反射證明：

我修改了str1指向的String對(duì)象的value，str2指向的對(duì)象也被影響了。

字符串拼接

現(xiàn)在，我們?cè)賮砜匆幌伦兪筋}：

String s1 = "aa";
String s2 = "bb";
String str1 = s1 + s2;
String str2 = "aabb";
//為什么輸出的是false
System.out.println(str1 == str2);

對(duì)于這個(gè)題目，我們需要先看一下這段代碼的字節(jié)碼。

字節(jié)碼指令看不懂沒有關(guān)系，看我用紅色框框起來的部分就行了，可以看到居然出現(xiàn)了StringBuilder。

什么意思呢，就是說String str1 = s1 + s2;會(huì)被編譯器會(huì)優(yōu)化成new StringBuilder().append("aa").append("bb").toString();

StringBuilder里面的append方法就是對(duì)char數(shù)組進(jìn)行操作，那StringBuilder的toString方法做了什么呢？

從源碼中可以看到，StringBuilder里面的toString方法調(diào)用的是String類里面的String(char value[], int offset, int count)構(gòu)造方法，這個(gè)方法做了什么呢？

• 根據(jù)參數(shù)復(fù)制一份char數(shù)組對(duì)象。復(fù)制了一份！
• 創(chuàng)建一個(gè)String對(duì)象，String對(duì)象的value指向復(fù)制的char數(shù)組對(duì)象。

注意，并沒有駐留到字符串常量池里面去，這個(gè)很關(guān)鍵！?。‘嬕粋€(gè)圖理解一下：

也就是說str2指向的String對(duì)象并沒有駐留到字符串常量池，而str1指向的對(duì)象駐留到字符串常量池里面去了，且他們并不是同一個(gè)對(duì)象。所以str1 == str2還是false

因?yàn)閺?fù)制一份char數(shù)組對(duì)象，所以如果我們改變其中一個(gè)char數(shù)組的話，另一個(gè)也不會(huì)造成影響：

把其中String變成丑比之后，另一個(gè)還是帥比，也說明了兩個(gè)String對(duì)象用的不是同一份char數(shù)組。

intern方法

上面說到，調(diào)用StringBuilder的toString方法創(chuàng)建的String對(duì)象是不會(huì)駐留到字符串常量池的，那如果我偏要駐留到字符串常量池呢？有沒有辦法呢？

有的，String類的intern方法就可以幫你完成這個(gè)事情。

以這段代碼為例：

String s1 = "aa";
String s2 = "bb";
String str = s1 + s2;
str.intern();

在執(zhí)行str.intern();之前，內(nèi)存圖是這樣的：

在執(zhí)行str.intern();之后，內(nèi)存圖是這樣的：

intern方法就是創(chuàng)建了一個(gè)HashtableEntry對(duì)象，并把value指向String對(duì)象，然后把HashtableEntry通過hash定位存到對(duì)應(yīng)的字符串成常量池中。當(dāng)然，前提是字符串常量池中原來沒有對(duì)應(yīng)的HashtableEntry。

沒了，intern方法，就是這么簡(jiǎn)單，一句話給你說清楚了。

關(guān)于intern方法，還有一個(gè)很有趣的故事，有興趣的可以去看一下why神的這篇文章《深入理解Java虛擬機(jī)》第2版挖的坑終于在第3版中被R大填平了

編譯優(yōu)化

寫到這里，好像只有一個(gè)坑沒有填。就是這個(gè)題為什么輸出的是true。

final String s3 = "cc";
final String s4 = "dd";
String str3 = s3 + s4;
String str4 = "ccdd";
//為什么輸出的是true呢？？？
System.out.println(str3 == str4);

這道題和上面那道題相比，有點(diǎn)相似，在原來的基礎(chǔ)上加了兩個(gè)final關(guān)鍵字。我們先看一下這段代碼的字節(jié)碼：

又是一段字節(jié)碼指令，不需要看懂，你點(diǎn)一下#4，居然就可以看到“ccdd”字符串。

原來，用final修飾后，JDK的編譯器會(huì)識(shí)別優(yōu)化，會(huì)把String str3 = s3 + s4;優(yōu)化成String str3 = "ccdd"。

所以原題就相當(dāng)于：

String str3 = "ccdd";
String str4 = "ccdd";
//為什么輸出的是true呢？？？
System.out.println(str3 == str4);

這樣的題目還難嗎？是不是那不管str3和str4怎么比，肯定是相等的。

總結(jié)

String對(duì)于Java程序員來說就是“最熟悉的陌生人”，你說String簡(jiǎn)單，它確實(shí)簡(jiǎn)單。你說它難，深究起來確實(shí)也有難度，但這些題目，只要你腦海里有一副內(nèi)存圖就會(huì)很簡(jiǎn)單。

面試題也只會(huì)越來越難，這個(gè)行業(yè)看起來也越來越內(nèi)卷，但只要我學(xué)的快，內(nèi)卷就卷不到我。

好了，今天就寫到了，我要去打游戲了。

希望這篇文章，能對(duì)你有一點(diǎn)幫助。

寫在最后

我對(duì)每一篇發(fā)出去的文章負(fù)責(zé)，文中涉及知識(shí)理論，我都會(huì)盡量在官方文檔和權(quán)威書籍找到并加以驗(yàn)證。但即使這樣，我也不能保證文章中每個(gè)點(diǎn)都是正確的，如果你發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤之處，歡迎指出，我會(huì)對(duì)其修正。

創(chuàng)作不易，為了更好的表達(dá)，需要畫很多圖，這些都是我自己動(dòng)手用PPT畫的，畫圖也很辛苦的！

所以，不要猶豫了，給點(diǎn)正反饋，答應(yīng)我，十分歡迎并感謝你的關(guān)注

我是CoderW，一個(gè)程序員。

謝謝你的閱讀，我們下期再見！