一、String字符串

1.1、认识String类

String：表示为字符串，可以使用字符串字面值与类实例来给该类进行赋值，底层是使用fina char[] value(常量字符数组)，并且String类是final常量类，无法被继承，无参构造是创建空的字符串。

//常量类：无法被继承
public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    //底层使用char型数组保存字符串
    private final char value[];
    ....
}

特性说明：String代表不可变的字符序列，String对象一旦创建了，对String对象的任何改变都不回影响到原对象，任何更改对象内容的操作都会生成新的对象。

看下String类中的几个更改操作方法：

//合并
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);
}
//替换
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;
}

可以看到执行这些方法，最后都返回了新的String对象。

这也就是为什么String被称为不可变的字符序列。

1.2、String两种赋值方式(=、new)

首先看几种赋值方式：

public static void main(String[] args) {
    //两种创建字符串方式：
    //方式一：通过在常量池中创建对象返回引用给s
    String s = "changlu";
    //方式二：通过new实例，将引用返回给s1
    String s1 = new String("changlu");
    //+来合并字符串(也是有区别的)
    String s2 = "chang"+"lu";
    String s3 = "" + s;
}

方式一：对于直接赋值字面值的s来说，会在常量池中创建一个字符串并将其引用地址传给s。

方式二：对于使用new创建字符串的，会先判断常量池中是否有此字符串，①若没有，会创建两个对象(常量池及堆)，先在常量池中创建一个字符串，将字符串引用传递给堆中对象中的value，接着将堆中对象的引用地址传递给s1；②若有，创建一个对象(堆)，首先将常量池中找的该字符串将其引用传递给堆中对象的value，接着再将堆中创建的对象引用传递给s1。

例题情况：由于之前已在常量池中创建了一个字符串"changlu"，所以只在堆中创建了一个对象，接着步骤与②一致。

认识下字符串常量池(Constant Pool Table)

字符串常量池出现原因：字符串的分配与其他对象相同，需要消耗高昂的时间与空间，对于字符串的使用是很频繁的，JVM为了提高性能和减少内存的开销引入了字符串常量池，目的是为了共享字符串，相当于给字符串开辟了一个空间，每当创建字符串时会先去常量池中找是否有已经创建相同的字符串，若有直接返回，从而省去了创建的过程(但是有一个遍历查找的过程)。

一旦我们创建字符串时，首先会去检查字符串常量池中是否存在要创建的字符串，若是存在会直接返回该字符串的引用；若不存在才会去创建。

重复赋值区别：

String s = "changlu";//首先在常量池中创建该字符串,再返回引用。(有创建过程)
String s1 = "changlu";//在常量池中发现了已创建的字符串返回引用。(无创建过程)

注意点：对于常量池中的字符串在创建之后无法更改，若是使用"+"字符串(在常量区找合并的字符串是否存在)，若不存在，则会在字符串常量区中重新再创建一个字符串。

关于字符串常量区所处的位置：

JDK1.6：字符串常量池在方法区中(具体实现：永久代)。

JDK1.7：字符串常量池在堆中。

JDK1.8：字符串常量池在方法区(具体实现：元空间)。

1.3、字符串赋值的各类情况

我们先看一道题：

public static void main(String[] args) {
    String s = "changlu";
    String s1 = new String("changlu");
    String s2 = "chang" + "lu";
    String s3 = "" + s;
    //判断是否相同
    System.out.println(s == s1);//false
    System.out.println(s == s2);//true
    System.out.println(s == s3);//false
    System.out.println(s1 == s2);//false
    System.out.println(s1 == s3);//false
    System.out.println(s2 == s3);//false
}

我们将所有字符串都进行了逐一比较，对于这种题很容易混淆不清，实际上我们只需要知道他们对应引用的地址是在哪里创建之后，对于这种问题就很轻松了。

首先记几个关键点：

对于使用=直接赋值字符串的(非拼接)，一定是使用的常量区的引用。

对于new出来的字符串对象，一定是在堆中的引用。

常量与常量的拼接结果在常量池。(注意常量池不会有相同内容的常量)

常量与变量的拼接结果在堆中。(在堆中新创建一个对象)

分析过程：

String s = "changlu";//在常量区创建字符串对象"changlu"，在常量区中地址为0x11，返回引用给s。==>s=0x11
String s1 = new String("changlu");//s1引用地址的对象中的底层数组value引用地址0x11,而s1存放的是堆中创建对象的引用地址为0x22。==>s1=0x22
String s2 = "chang" + "lu";//对于常量与常量拼接，在编译器完成，所以会直接去常量区找拼接后的字符串是否存在，这里是找到将地址0x11引用给s2。==>s2=0x11
String s3 = "" + s;//常量与变量(字符串对象实例)拼接，会在堆中创建新的对象地址为0x36，该对象中的value则会引用常量区的字符串，由于也已经存在了所以将0x11引用给value。==>s3=0x36

对于引用数据类型进行==判断，是比较它们的引用地址，根据上面分析就能够很快得出程序最后的执行结果了。

补充点：

若是常量与常量拼接，在编译期就能够确定了，jvm会直接在此期间就优化如"chang"+"lu"为"changlu"，然后直接拿"changlu"去常量池中找，若有直接返回引用地址，没有则在常量区创建并返回引用地址。

若是常量与变量拼接，在编译期无法确定变量的引用地址，如""+s中的s无法确定，那么就不能在编译期优化字符串，只有在程序运行期间动态分配地址并将新地址赋值给栈中的变量。

对于补充点1中的实际验证可以去参考文章2的链接中查看。

1.4、认识intern()方法

intern()方法是String类中方法：

public native String intern();

该方法是一个本地方法，底层调用c++的方法实现。

由于知识量有限，所以直接说结论不往深处探讨：使用该方法会返回指向常量池的地址。

public static void main(String[] args) {
    String str = new String("changlu");
    String str1 = "changlu";
    System.out.println(str == str1);//false
    System.out.println(str1 == str.intern());//true
}