Java 字符串深度探索：揭开 StringTable 神秘面纱

2023-10-31 20:06:51

引言

字符串是编程中不可或缺的基本数据类型，在 Java 中，它们由 String 类表示。然而，除了表面上的简洁，Java 字符串背后还有一个鲜为人知的秘密武器：StringTable（字符串常量池）。这个隐藏的机制在字符串的创建、存储和比较中发挥着至关重要的作用，影响着 Java 程序的性能和效率。

1. 字符串的创建

在 Java 8 中，有两种主要方法可以创建字符串：使用 char[] 数组或 byte[] 数组。

1.1 使用 char[] 数组

char[] chars = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};
String str = new String(chars);

1.2 使用 byte[] 数组

byte[] bytes = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};
String str = new String(bytes, "UTF-8");

值得注意的是，byte[] 数组创建字符串时需要指定字符编码，如 UTF-8 或 GBK。这将影响字符串的内部表示和字符集。

2. StringTable

StringTable 是 Java 虚拟机 (JVM) 中一个特殊的数据结构，它存储着程序中所有创建的字符串字面量。当创建新字符串时，JVM 会首先检查 StringTable 中是否存在相同内容的字符串。如果存在，则返回该现有字符串，否则会将新字符串添加到 StringTable 中。

2.1 StringTable 初始化

在程序启动时，StringTable 会被初始化，其中包含一些预定义的字符串，如 "null"、"true" 和 "false"。随后，随着程序的执行，新创建的字符串将被添加到 StringTable 中。

3. 字符串拼接

在 Java 中，字符串拼接使用 + 运算符完成。然而，这种看似简单的操作背后隐藏着复杂的操作。

当对两个字符串进行拼接时，JVM 会检查 StringTable 中是否存在拼接后的字符串。如果存在，则直接返回该字符串。否则，会创建一个新的字符串并将其添加到 StringTable 中。

4. StringTable 性能

StringTable 的主要优势在于它可以提高字符串比较的性能。由于 StringTable 确保了相同内容的字符串只存在一份，因此在比较字符串时，JVM 可以直接比较 StringTable 中的引用，而不是比较字符串的实际内容。

5. 字符串比较

在 Java 中，字符串比较可以使用 == 运算符或 equals() 方法。