「OpenJdk-11 源碼-系列」 : String

類的定義

在平常開發中，String能夠說是最經常使用的類之一了，但也是最容易被忽視的類。先來看看String的定義

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {

	private final char[] value; // jdk 8
    private final byte[] value; // jdk 9 使用 byte 減小空間的浪費，

    private final byte coder;
    private int hash; // Default to 0
    private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;
}
複製代碼

首先，String被final所修飾，同時實現了Serializable，Comparable和CharSequence接口。咱們一個個來看：

爲撒要用 final 修飾

根據源碼，咱們能夠看到String的值在內部是用一個byte數組value維護的，因此value是一個引用類型，對於引用類型的變量，咱們每每都會十分當心，由於鬼知道在何時，咱們就會掉進一個大坑... 更況且String是一個很是經常使用的類。因此一個很是重要的緣由就是安全性，使得String類須要被final修飾，即不可變。因此對String類加上了final修飾符，防止String被繼承，從而重寫value。剛纔說到value是一個引用類型，因此在value上也加上了final修飾，而且在整個類中，沒有對value進行update的操做。全部的update操做都是會新建一個新的string。

爲撒實現 Serializable 接口

詳情可見🔎「OpenJdk-11 源碼-系列」Serializable

Comparable & Comparator

先來看看Comparable接口

public interface Comparable<T> {
    public int compareTo(T o);
}
複製代碼

Comparable接口是一個排序接口，若一個類實現了該接口並重寫了compareTo方法，就意味着這個類支持了排序。當存在一個實現了Comparable接口的類的集合或數組，那麼該集合或數組就能夠經過Collections.sort / Arrays.sort進行排序。

• 當返回值爲正數，那麼就意味着 a > b (a.compareTo(b))
• 當返回值爲零，那麼a = b
• 當返回值爲負數，那麼a < b

再來看看Comparator 接口

public interface Comparator<T> {
    //最主要的倆方法
    int compare(T o1, T o2);
    boolean equals(Object obj);
}
複製代碼

剛纔咱們說到若是一個類實現了Comparable接口後，那麼該類就有了排序的功能。但有的時候咱們不想修改這個類，減小對類的侵入。那麼咱們就能夠自定義一個類來實現Comparator接口。

總結一下，實現Comparable接口能夠作到內部比較（即相同類之間的比較）；而實現了Comparator接口的類，可使用該類對任意兩個類型的對象進行比較，且無侵入性。

屬性

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    private final byte[] value;
    private final byte coder;
    private int hash; // Default to 0

}
複製代碼

• value

  value存儲的是 String的內容，即當使用String str = "abc";的時候，"abc"是存儲在一個byte類型的數組中的。這在後續的構造函數中會講解到。

• coder

  在JDK9中，String維護了這樣一個新的屬性coder，它是一個編碼格式的標識，表示LATIN1或者UTF-16，String生成的時候會自動初始化這個值，若是字符串中都是能用LATIN1就能表示的就是0，不然就是UTF-16。

  那麼爲何要加這個coder屬性呢？先說結論，能夠對字符串的空間進行壓縮。先看源碼

  //jdk8
      public int length() {
          return value.length;
      }
  //jdk9
      static final boolean COMPACT_STRINGS;
      static {
          COMPACT_STRINGS = true; //默認開啓壓縮
      }    
      byte coder() {
          return COMPACT_STRINGS ? coder : UTF16;
      }
      public int length() {
          return value.length >> coder(); //若是coder() = 1則會右移一位
      }
  複製代碼

  因此，若是當咱們調用length方法的時候，若是value是LATIN1編碼的話那麼就會右移一位，減小一個字節數。

• hash

  hash是String在實例化的時候對hashcode的一個緩存。因爲在開發中String會常常拿來比較，好比HashMap中若是key 是String類型，每次比較若是都從新計算hashcode的話就會很費時。

構造方法

public String() {
        this.value = "".value;
        this.coder = "".coder;
    }
複製代碼

空參構造方法，會建立一個空的字符串序列。通常不會這麼建立。

//常見的幾種構造方法
	public String(byte[] bytes) {
        this(bytes, 0, bytes.length);
    }
	public String(byte bytes[], String charsetName) throws UnsupportedEncodingException {
        this(bytes, 0, bytes.length, charsetName);
    }
	public String(byte bytes[], Charset charset) {
        this(bytes, 0, bytes.length, charset);
    }
    public String(byte bytes[], String charsetName) throws UnsupportedEncodingException {
        this(bytes, 0, bytes.length, charsetName);
    }
    
    public String(byte bytes[], int offset, int length, String charsetName) throws UnsupportedEncodingException {
        if (charsetName == null)
            throw new NullPointerException("charsetName");
        checkBoundsOffCount(offset, length, bytes.length);
        StringCoding.Result ret =
            StringCoding.decode(charsetName, bytes, offset, length);
        this.value = ret.value;
        this.coder = ret.coder;
    }
	
	public String(byte bytes[], int offset, int length, Charset charset) {
        if (charset == null)
            throw new NullPointerException("charset");
        checkBoundsOffCount(offset, length, bytes.length);
        StringCoding.Result ret =
            StringCoding.decode(charset, bytes, offset, length);
        this.value = ret.value;
        this.coder = ret.coder;
    }
複製代碼

使用字節數組來建立能夠分爲指定編碼或默認編碼（ISO-8859-1）進行編碼操做。

經常使用方法

比較簡單，可直接查看API

其它

String 對 + 號的重載

String str = "this is";
String str1 = str + "str"
複製代碼

在底層，Java 對 String 的+的支持使用的是 StringBuilder 以及它的append和toString方法。即：

String str = "str";
String str1 = (new StringBuilder(String.valueOf(str))).append("str").toString();
複製代碼

intern

public native String intern();
複製代碼

能夠看到 intern 是被 native修飾，這說明該方法是由底層的C/C++進行實現的。它的做用是 若是常量池中存在當前字符串, 就會直接返回當前字符串。若是常量池中沒有此字符串, 會將此字符串放入常量池中後, 再返回。經過雙引號聲明的字符串會放入到常量池中

String str = "123";
String str1 = new String("123");
String str2 = str1.intern();
s
System.out.println(str == str1); //false
System.out.println(str == str2); // true
複製代碼