【1】String,StringBuffer,StringBuillder的底层结构研究
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2023-10-26 11:41:43
一:StringBuffer的底层
(1)线程安全的字符串操作类
(2)通过synchronized关键字声明同步方法,保证多线程环境下数据安全
1 @Override
2 public synchronized StringBuffer append(String str) {
3 toStringCache = null;
4 super.append(str);
5 return this;
6 }
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(3)底层存储数据的Char[]数组,初始化时,该数组的长度是16。如果构造函数有新传入字符转str,则16基础上加str.length.
1 /**
2 *无参构造
3 */
4 public StringBuffer() {
5 super(16);
6 }
7
8
9
10 /**
11 *带参构造
12 */
13 public StringBuffer(String str) {
14 super(str.length() + 16);
15 append(str);
16 }
17
18 /**
19 *初始化char[]数组
20 */
21 AbstractStringBuilder(int capacity) {
22 value = new char[capacity];
23 }
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(4)添加字符串的过程
-->先检查内部char[]数组是否需要扩容
-->如需要扩容则进行扩容,然后将原来元数据copy到新数组中。
-->再将新添加的元数据加入到新char[]数组中
1 public AbstractStringBuilder append(String str) {
2 if (str == null)
3 return appendNull();
4 int len = str.length();
5 //检查char[]数组是否需要扩容,扩容,并将原来的数据copy进去新扩容的数组中
6 ensureCapacityInternal(count + len);
7 //将新添加的数据添加到StringBuilder中的char[]数组中,实现字符串的添加
8 str.getChars(0, len, value, count);
9 count += len;
10 return this;
11 }
12
13
14 /**
15 *元数组char[]的扩容过程
16 */
17 void expandCapacity(int minimumCapacity) {
18 int newCapacity = value.length * 2 + 2;
19 if (newCapacity - minimumCapacity < 0)
20 newCapacity = minimumCapacity;
21 if (newCapacity < 0) {
22 if (minimumCapacity < 0) // overflow
23 throw new OutOfMemoryError();
24 newCapacity = Integer.MAX_VALUE;
25 }
26 value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);
27 }
28
29
30 /**
31 *扩容实现
32 */
33 public static char[] copyOf(char[] original, int newLength) {
34 char[] copy = new char[newLength];
35 System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
36 Math.min(original.length, newLength));
37 return copy;
38 }
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二:StringBuillder的底层
(1)线程非安全的字符串操作类
(2)字符串的添加没有加同步处理,涉及到数组扩容,容易产生脏数据,破坏数据正确性
(3)底层结构和StringBuffer实现基本一样,只是没有做同步处理。
--->StringBuffer和StringBuillder都继承抽象类AbstractStringBuilder,该抽象类实现了字符串操作的方法。
--->StringBuffer和StringBuillder的实现,运用了模板方法的设计模式,将核心数据操作放在父类方法里,子类实现自己的独有特色的功能,涉及核心操作,调用父类方法。
三:String的底层
String类没有提供用于修改字符串的方法。String类对象为不可变字符串,如字符串string=”HELLO”永远只包含HELLO这几个字母,而不能修改其中任何一个字符。当然可以修改字符串变量string的引用,让它引用另一个字符串。
不可变字符串有一个优点:编译器可以让字符串实现共享。实际上只有字符串常量(使用“ ”声明,存储在字符串常量池中)是共享的,subStrng,+等操作产生的结果不能共享。
比较字符串值是否相等时使用equals()方法,不能使用==,==比较的是字符串的地址是否相同。如果字符串在常量池中,可以使用==比较,因为指向的都是同一个字符串。
直接使用 ” ” 声明的String对象会直接存储在常量池中,(可以实现共享)
1.String str1=”first”;
jvm在运行时先查找常量池中是否有该字符串,如果有则直接返回该字符串的引用给first(实现了字符串 的共享) ;否则先在常量
池中创建该字符串并返回引用。
此时只会在常量池中创建String对象,不会在堆中创建。
2.String str2=new String(“second”);
该代码生成了两个String对象。因为使用了“”会现在常量池中查找是否存在second对象,没有则创建
否则不创建;在常量池创建完成后,由于使用了new,jvm会在堆中创建内容相同的String对象,并将引用
返回给str2.
3.String str3=”what”; String str4=str3+”a nice day”;
运行时,+ 相当于new,所以堆中会有“what a nice day”对象;常量池中会有”what” “a nice day”两个对象,而不会有”what a nice day”对象。
4.三者在执行速度方面的比较:StringBuilder > StringBuffer > String
5.测试类
1 package com.yeepay.sxf.mianshi.pagkage;
2
3 public class StringBufferAndStringBuillder {
4
5 public static void main(String[] args) {
6 // String a="abc";
7 // String b=new String(a);
8 // //【true】a和b比较的是内容。便利各自的char[]数组进行比较
9 // System.out.println("a和b比较==>"+a.equals(b));
10 // //【false】 a和b比较的是地址。a在常量池中 b在堆内存中
11 // System.out.println("a和b比较==>"+a==b);
12
13 test02();
14
15 }
16
17
18 public static void test01(){
19 /**
20 * 你会很惊讶的发现,生成str对象的速度简直太快了,而这个时候StringBuffer居然速度上根本一点都不占优势。其实这是JVM的一个把戏,实际上:
21 String str = “This is only a” + “ simple” + “test”;
22
23 其实就是:
24 String str = “This is only a simple test”;
25
26 所以不需要太多的时间了。但大家这里要注意的是,如果你的字符串是来自另外的String对象的话,速度就没那么快了,譬如:
27
28 String str2 = “This is only a”;
29
30 String str3 = “ simple”;
31
32 String str4 = “ test”;
33
34 String str1 = str2 +str3 + str4;
35
36 这时候JVM会规规矩矩的按照原来的方式去做。
37 */
38 }
39
40
41 public static void test02(){
42 //string3指向常量池中的字符串second
43 //string4指向堆中的字符串second
44 //所以值相同,引用不同
45 String string3="second";
46 String string4=new String("second");
47 System.out.println(string3==string4);
48 System.out.println(string3.equals(string4));
49
50 //string5指向常量池中的字符串third
51 //string6一开始指向堆中的字符串third,但是调用intern()方法之后,且该方法调用时先检查常量池中是否有值为string6
52 //的字符串,如果有则返回该字符串的引用,否则在常量池中创建该字符串,并返回引用
53 //所以一开始引用不相等,后来相等
54 String string5="third";
55 String string6=new String("third");
56 System.out.println(string5==string6);
57 string6=string6.intern();
58 System.out.println(string5==string6);
59 }
60 }
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