1、String的本质

线程安全

打开String的源码，类注释中有这么一段话“Strings are constant; their values cannot be changed after they are created. String buffers support mutable strings.Because String objects are immutable they can be shared.”。这句话总结归纳了String的一个最重要的特点：String是值不可变(immutable)的常量，是线程安全的(can be shared)。

不可继承

String类使用了final修饰符，表明了String类的第二个特点：String类是不可继承的。

在Java中，被final修饰的类是不允许被继承的，并且该类中的成员方法都默认为final方法。在早期的JVM实现版本中，被final修饰的方法会被转为内嵌调用以提升执行效率。而从Java SE5/6开始，就渐渐摈弃这种方式了。因此在现在的Java SE版本中，不需要考虑用final去提升方法调用效率。只有在确定不想让该方法被覆盖时，才将方法设置为final。

值不可变，存储方式为字符数组

private final charvalue[];private final int count;

从final的修饰可以看出其不可变性

其中的String类的 concat方法为起扩容，如果方法的参数长度等于0这返回this，否则并组成一个新的string，并紧随其后拼接参数后返回新的string

我们看String类的concat方法。实现该方法第一步要做的肯定是扩大成员变量value的容量，扩容的方法重新定义一个大容量的字符数组buf。第二步就是把原来value中的字符copy到buf中来，再把需要concat的字符串值也copy到buf中来，这样子，buf中就包含了concat之后的字符串值。下面就是问题的关键了，如果value不是final的，直接让value指向buf，然后返回this，则大功告成，没有必要返回一个新的String对象。但是。。。可惜。。。由于value是final型的，所以无法指向新定义的大容量数组buf，那怎么办呢？“return new String(0, count + otherLen, buf);”，这是String类concat实现方法的最后一条语句，重新new一个String对象返回。这下真相大白了吧！

String类其实是通过char数组来保存字符串的。

总结：String实质是字符数组，两个特点：1、该类不可被继承；2、不可变性(immutable)。

public String substring(int beginIndex, intendIndex) {if (beginIndex < 0) {throw newStringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);

}if (endIndex >count) {throw newStringIndexOutOfBoundsException(endIndex);

}if (beginIndex >endIndex) {throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex -beginIndex);

}return ((beginIndex == 0) && (endIndex == count)) ? this:new String(offset + beginIndex, endIndex -beginIndex, value);

}publicString concat(String str) {int otherLen =str.length();if (otherLen == 0) {return this;

}char buf[] = new char[count +otherLen];

getChars(0, count, buf, 0);

str.getChars(0, otherLen, buf, count);return new String(0, count +otherLen, buf);

}public String replace(char oldChar, charnewChar) {if (oldChar !=newChar) {int len =count;int i = -1;char[] val = value; /*avoid getfield opcode*/

int off = offset; /*avoid getfield opcode*/

while (++i

}

}if (i

buf[j]= val[off+j];

}while (i

buf[i]= (c == oldChar) ?newChar : c;

i++;

}return new String(0, len, buf);

}

}return this;

从上面的三个方法可以看出，无论是sub操、concat还是replace操作都不是在原有的字符串上进行的，而是重新生成了一个新的字符串对象。也就是说进行这些操作后，最原始的字符串并没有被改变。

“对String对象的任何改变都不影响到原对象，相关的任何change操作都会生成新的对象”。

2、String的内存机制

JVM运行时，会将内存分为两个部分：堆和栈。堆中存放的是创建的对象，而栈中存放的方法调用过程的局部变量或引用。而设计Java字符串对象内存实现的时候，在堆中又开辟了一块很小的内存，称之为字符串常量池，专门用来存放特定的字符串对象。

创建Java字符串对象有两种常用的方式：

String 引用变量名="字符串内容";

String 应用变量名=new String();

我们先来看看创建字符串对象的第一种方式内存如何分配的，代码如下：

String s1="osEye.net";

String s2="osEye.net";

如上图描述了引用对象的关系，以及内存的分配。Java实现的步骤如下：

查看字符串常量池中是否存在内容与“osEye.net”相同的字符串对象。

若没有，则新创建一个包含该内容的字符串对象，并让引用变量指向该对象。例如，创建字符串s1的时候，字符串常量池中没有，则创建一个新对象，并让引用s1指向该对象。

若已经存在包含该内容的字符串对象，则让字符串引用直接指向该对象。例如，在创建字符串s2的时候，字符串常量池中已经有包含该内容的对象了，所以引用s2直接指向已有的对象。

在来看看第二种创建字符串对象的方式：

String s1="osEye.net";

String s2=new String("osEye.net");

如上图描述了引用对象的关系，以及内存的分配。Java实现的步骤如下：

首先在堆(不是常量池)中创建一个包含指定内容的字符串对象，并将字符串引用指向该对象。例如上述代码中，使用new创建字符串s3，其会直接在堆中创建一个内容为“osEye.net”的字符串对对象，并将引用s3指向该对象。

去字符串常量池中查看，是否有包含该内容的对象。

若有，则将new出来的字符串对象与字符串常量池中内容相同的对象联系起来。例如，本例中s3所指向的对象与s1所指向的联系起来。

若没有，则在字符串常量池再创建一个包含该内容的字符串对象，并将堆中的对象与字符串常量池中新创建出来的对象联系起来。

我们知道，new出来的字符串对象和字符串常量池中的对象是有联系的，可以通过intern方法来查看，方法签名:

public String intern()

此方法将指定的字符串引用在字符串常量池中对应的对象，若其指向的对象本身就在字符串常量池中，则直接将自己指向的对象返回；若该字符串引用指向的对象在堆中，则返回字符串常量池中与其联系的对象。实例如下：

packagenet.oseye;public classExceptionTest {public static voidmain(String[] args) {

String s1="osEye.net";

String s2=new String("osEye.net");if(s1==s2){

System.out.println("字符串引用s1和字符串引用s2所指向的是同一个对象");

}else{

System.out.println("字符串引用s1和字符串引用s2所指向的不是同一个对象");

}if(s1.intern()==s2.intern()){

System.out.println("字符串引用s1和字符串引用s2在字符串常量池中联系的是同一个对象");

}else{

System.out.println("字符串引用s1和字符串引用s2在字符串常量池中联系的不是同一个对象");

}

}

}

输出结果：

字符串引用s1和字符串引用s2所指向的不是同一个对象

字符串引用s1和字符串引用s2在字符串常量池中联系的是同一个对象