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系列专栏：Spring Boot实战
前言
Java中的String类是一个不可变的、用于表示字符串的类。在Java中，字符串是通过字符数组来实现的，而String类则是对这个字符数组进行封装，并提供了一系列操作字符串的方法。
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不可变性：String类的实例是不可变的，这意味着一旦创建了一个String对象，它的值就不能被改变。如果需要修改字符串，实际上是创建了一个新的String对象。这种设计使得字符串在多线程环境下是安全的，因为不需要担心一个线程修改字符串会影响到其他线程。
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字符串常量池：为了提高性能和节省内存，Java引入了字符串常量池（String Pool）。当我们使用双引号创建一个字符串时，Java会首先检查字符串常量池中是否已经存在这个字符串。如果存在，就直接返回这个字符串的引用；如果不存在，就在堆内存中创建一个新的String对象，并将其引用添加到字符串常量池中。这样，相同的字符串只会在内存中存储一份，节省了内存空间。
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==和equals()方法：由于字符串的不可变性，我们可以使用==运算符来比较两个字符串对象的引用是否相同。但是，如果我们想要比较两个字符串的内容是否相同，就需要使用equals()方法。equals()方法会比较两个字符串的每个字符，只有当所有字符都相同时，才会返回true。 -
intern()方法：Java提供了一个intern()方法，用于将字符串对象的引用添加到字符串常量池中。如果字符串常量池中已经存在相同的字符串，intern()方法会返回已有字符串的引用；否则，会在字符串常量池中添加新的字符串，并返回其引用。这样，我们可以确保字符串常量池中只有一个字符串的引用。 -
substring()方法：substring()方法用于截取字符串的一部分，并返回一个新的String对象。需要注意的是，由于字符串的不可变性，substring()方法实际上会创建一个新的String对象，而不是直接修改原字符串。 -
hashCode()方法：hashCode()方法用于计算字符串的哈希码。在Java中，String类的hashCode()方法是根据字符串的内容计算的，不同的字符串可能会有不同的哈希码。这使得我们可以使用哈希表（如HashMap）来存储和查找字符串。
常量池
Java代码被编译成class文件时，会生成一个常量池（Constant pool）的数据结构，用以保存字面常量和符号引用（类名、方法名、接口名和字段名等）。
package com.ctrip.ttd.whywhy;
public class Test { public static void main(String[] args) { String test = "test"; }
}很简单的一段代码，通过命令 javap -verbose 查看class文件中 Constant pool 实现：
Constant pool:#1 = Methodref #4.#13 // java/lang/Object."<init>":()V#2 = String #14 // test#3 = Class #15 // com/ctrip/ttd/whywhy/test#4 = Class #16 // java/lang/Object#5 = Utf8 <init>#6 = Utf8 ()V#7 = Utf8 Code#8 = Utf8 LineNumberTable#9 = Utf8 main#10 = Utf8 ([Ljava/lang/String;)V#11 = Utf8 SourceFile#12 = Utf8 test.java#13 = NameAndType #5:#6 // "<init>":()V#14 = Utf8 test#15 = Utf8 com/ctrip/ttd/whywhy/test#16 = Utf8 java/lang/Object通过反编译出来的字节码可以看出字符串 "test" 在常量池中的定义方式：
# 2 = String #14 // test
# 14 = Utf8 test 在main方法字节码指令中，0 ~ 2行对应代码 String test = "test"; 由两部分组成：ldc #2 和 astore_1。
// main方法字节码指令
public static void main(java.lang.String[]);Code:0: ldc #2 // String test2: astore_13: return1、Test类加载到虚拟机时，"test"字符串在Constant pool中使用符号引用symbol表示，当调用 ldc #2 指令时，如果Constant pool中索引 #2 的symbol还未解析，则调用C++底层的 StringTable::intern 方法生成char数组，并将引用保存在StringTable和常量池中，当下次调用 ldc #2 时，可以直接从Constant pool根据索引 #2获取 "test" 字符串的引用，避免再次到StringTable中查找。
2、astore_1指令将"test"字符串的引用保存在局部变量表中。
常量池的内存分配 在 JDK6、7、8中有不同的实现：
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JDK6及之前版本中，常量池的内存在永久代PermGen进行分配，所以常量池会受到PermGen内存大小的限制。
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JDK7中，常量池的内存在Java堆上进行分配，意味着常量池不受固定大小的限制了。
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JDK8中，虚拟机团队移除了永久代PermGen。
字符串初始化
字符串可以通过两种方式进行初始化：字面常量和String对象。
字面常量
public class StringTest {public static void main(String[] args) {String a = "java";String b = "java";String c = "ja" + "va";}
}通过 "javap -c" 命令查看字节码指令实现：
其中ldc指令将int、float和String类型的常量值从常量池中推送到栈顶，所以a和b都指向常量池的"java"字符串。通过指令实现可以发现：变量a、b和c都指向常量池的 "java" 字符串，表达式 "ja" + "va" 在编译期间会把结果值"java"直接赋值给c。
String对象
public class StringTest {public static void main(String[] args) {String a = "java";String c = new String("java");}
}这种情况下，a == c 成立么？字节码实现如下：
其中3 ~ 9行指令对应代码 String c = new String("java"); 实现：
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第3行new指令，在Java堆上为String对象申请内存；
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第7行ldc指令，尝试从常量池中获取"java"字符串，如果常量池中不存在，则在常量池中新建"java"字符串，并返回；
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第9行invokespecial指令，调用构造方法，初始化String对象。
其中String对象中使用char数组存储字符串，变量a指向常量池的"java"字符串，变量c指向Java堆的String对象，且该对象的char数组指向常量池的"java"字符串，所以很显然 a != c，如下图所示：
通过 "字面量 + String对象" 进行赋值会发生什么？
public class StringTest {public static void main(String[] args) {String a = "hello ";String b = "world";String c = a + b;String d = "hello world";}
}这种情况下，c == d成立么？字节码实现如下：
其中6 ~ 21行指令对应代码 String c = a + b; 实现：
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第6行new指令，在Java堆上为StringBuilder对象申请内存；
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第10行invokespecial指令，调用构造方法，初始化StringBuilder对象；
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第14、18行invokespecial指令，调用append方法，添加a和b字符串；
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第21行invokespecial指令，调用toString方法，生成String对象。
通过指令实现可以发现，字符串变量的连接动作，在编译阶段会被转化成StringBuilder的append操作，变量c最终指向Java堆上新建String对象，变量d指向常量池的"hello world"字符串，所以 c != d。
不过有种特殊情况，当final修饰的变量发生连接动作时，虚拟机会进行优化，将表达式结果直接赋值给目标变量：
public class StringTest {public static void main(String[] args) {final String a = "hello ";final String b = "world";String c = a + b;String d = "hello world";}
}指令实现如下：
总结
Java中的String类提供了丰富的方法和功能，使得我们可以方便地操作和处理字符串。了解String类的内幕有助于我们更好地理解Java语言，并编写出更高效、更安全的代码。
