Java中String类的经典问题、错误认知以及归纳总结

在学习过程中对String类的理解反复刷新，以此文记之，做归纳总结，也适合新手避坑。

以实用性考虑，环境为Java 8 以及之后版本。

String类相比其它类特殊的地方在于有一个字符串常量池(StringTable)，里面存着字面量的引用。

(关于是实例还是引用的争论请看下方链接，个人站引用)

JVM 常量池中存储的是对象还是引用呢？
在这里插入图片描述
达成这个共识以后，我们从最简单的例子开始说起

对象创建

String str = "abc";

"abc"这个String对象是怎么创建的呢?

①在StringTable中查找，若有内容匹配的引用，则直接返回这个引用。若无内容匹配的String实例的引用，则在Java堆里创建一个对应内容的String对象，然后在StringTable记录下这个引用，并返回这个引用。

Java 中new String(“字面量”) 中 “字面量” 是何时进入字符串常量池的?

(感谢此回答，让我受益匪浅)

请留意这个过程，这个和后续提到的intern方法像亲兄弟一样。

入门问题一

String s1 = "hello";
String s2 = "hello";
System.out.println(s1 == s2);
// 很简单 true
// 内存中只有一个 "hello" 对象被创建，同时被 s1 和 s2 共享。

现在将创建对象变得复杂一点

String str2 = new String(“abc”);

String str2 = new String(“abc”); 与 String str1 = “abc”; 有什么区别？

②因为此行代码构造新字符串要用到字面量"abc",所以要先完成"abc"这个对象的创建（见①），再完成另一个String对象的创建，str2指向后面这个实例。

注意1，我原先写的是“要先创建"abc"这个对象（见①），再new另一个String对象。”后来觉得不严谨，因为"abc"的开始创建比另一个晚，但是完成另一个早，所以换成了上述说法，若要深究，请移步。

深入理解 new String()

注意2，两个实例都在堆中。str2的value指向"abc"的value，两个对象的char[] value是一致的。（JDK9以后是byte[]）

这就有了一个经典问题二

String str2 = new String(“hello”); 在内存中创建了几个对象？

由②可知，2个。

结合①和②，很容易解决问题三

String s1 = "javaEE";
String s2 = "javaEE";
String s3 = new String("javaEE");
String s4 = new String("javaEE");
System.out.println(s1 == s2);//true
System.out.println(s1 == s3);//false
System.out.println(s1 == s4);//false
System.out.println(s3 == s4);//false

"+"号拼接字符串

有变量参与的拼接和只有常量参与的拼接是不一样的。

只有常量参与的拼接有以下两种情况

全是字面量拼接

String s2 = "abc" + "123";

final修饰的常量拼接

final String s = "abc";
String s2 = s + "123";

上面均和String s2 = "abc123"是等价的，因此s2的创建过程参考①。

一旦有变量参与拼接，例如

String s = "abc";
String s2 = s1 + "123";

或

String s2 = new String("abc") + new String("123");

java会通过StringBuilder来进行字符串的拼接,通过append()方法,最后直接toString()返回。而这个toString()方法调用的其实是String(byte[] value, byte coder)这个构造器。注意这个构造器，传入的是字节数组而不是字符串"abc123"，就不会创建"abc123"实例并且也不会在StringTable中记录，这意味着"abc123"的引用在StringTable中是找不到的! 接着，既然是调用的构造器，自然是在堆中new一个新对象。

结合上述说明很容易解决问题四和五

问题四

String s1 = "hello";
String s2 = "world";
String s3 = "helloworld";
String s4 = s1 + "world";//s4 字符串内容也 helloworld ， s1 是变量， "wo
rld" 常量，变量 + 常量的结果在堆中
String s5 = s1 + s2;//s5 字符串内容也 helloworld ， s1 和 s2 都是变量，
变量 + 变量的结果在堆中
String s6 = "hello" + "world";// 常量 + 常量 编译期间就可以确定结果
System.out.println(s3 == s4);//false
System.out.println(s3 == s5);//false
System.out.println(s3 == s6);//true

问题五

final String s1 = "hello";
final String s2 = "world";
String s3 = "helloworld";
String s4 = s1 + "world";//s4 字符串内容也 helloworld ， s1 是常量， "wo
rld" 常量，常量 + 常量结果在常量池中
String s5 = s1 + s2;//s5 字符串内容也 helloworld ， s1 和 s2 都是常量，
常量 + 常量 结果在常量池中
String s6 = "hello" + "world";// 常量 + 常量 结果在常量池中，因为编译
期间就可以确定结果
System.out.println(s3 == s4);//true
System.out.println(s3 == s5);//true
System.out.println(s3 == s6);//true

问题六

String str = "hello";
String str2 = "world";
String str3 ="helloworld";
String str4 = "hello".concat("world");
String str5 = "hello"+"world";
System.out.println(str3 == str4);//false
System.out.println(str3 == str5);//true

concat 方法也是调用String(byte[] value, byte coder)这个构造器，哪怕是两个常量对象拼接，结果也是在堆。

问题七

String s1 = new String("1") + new String("1");
String s2 = new String("1") + "1";
String s3 = new StringBuilder("1").append("1").toString();
String s4 = "1" + "1";
System.out.println(s1 == s4); //false
System.out.println(s2 == s4);//false
System.out.println(s3 == s4);//false

问题七你做对了，但可能还是有如下误区

误区一

过去我总以为，只要一个字符串对象被new出来，在StringTable中是存在它的字面量引用的，这是错误的。 比如：

String str = String s1 = new String("a") + new String("bc");

此时StringTable中会有"abc"吗？
不会的，StringTable中只有"a"和"bc"。

原因在加号拼接那一节讲过，不再赘述，这里再提，是想重点强调一下，这对后面很重要。

那么问题来了

什么情况下，字符串引用会被存入字符串常量池？

只有下面四种情况

1.字符串字面量：

String s1 = "Hello";

这个字符串 “Hello” 引用会被存入字符串常量池。

2.字符串连接（编译时常量）：

String s2 = "Hello" + " World"; // 编译器在编译时将其优化为 "Hello World"

这种情况下，“Hello World” 引用也会存入常量池。

3.常量表达式：

final String prefix = "Hello"; String s4 = prefix + " World"; 
// 由于 prefix 是 final，编译器可以优化并引用到常量池

4.使用 String.intern() 方法：

String s3 = new String("Hello").intern();

如果常量池中已经存在 "Hello"引用，则返回常量池中的 "Hello"引用；如果不存在，则将当前"Hello"对象的引用添加到常量池中。

前三种之前说过，下面重点解释第四种

先看看注释

When the intern method is invoked, if the pool already contains a
string equal to this String object as determined by the equals(Object)
method, then the string from the pool is returned. Otherwise, this
String object is added to the pool and a reference to this String
object is returned.

若能在StringTable中找到字面量一样的对象引用，返回此引用。若不能找到，将调用对象的引用作为当前字面量的引用存入StringTable中，并返回此引用。

误区二

过去我总以为，调用intern方法时，如果在StringTable中不能找到字面量的引用，会新建一个字面量对象，并把当前对象的引用加入StringTable(眼熟不，这就是字面量String对象的创建过程啊)，这是错误的。真实情况是，正如上面所说，不会创建新对象，而是将调用对象的引用作为当前字面量的引用存入StringTable中，并返回此引用。

也正是因为我带着误区二的观点，认为下面的结果是false,但实际上是true。在纠正过来以后，结果是true彻底说通了。

 String a = "a";String param = new String("param" + a);String intern = param.intern();String paramSame = "parama";System.out.println(param == paramSame);//true

由此可以轻松解决问题八

String s1 = "hello";
String s2 = "world";
String s3 = "helloworld";
String s4 = (s1 + "world").intern();// 在上一行已经将"helloworld"的引用放入StringTable中了
String s5 = (s1 + s2).intern();
System.out.println(s3 == s4);//true
System.out.println(s3 == s5);//true

问题九

String s1 = new String("1") + new String("1");
s1.intern();
String s2 = "11";//在上一行已经将"11"的引用s1放入StringTable中了
System.out.println(s1 == s2);//true

理解了上文所有的加粗文字后，可以解决知乎上的一众疑惑（对他们问题中的代码结果做出合理解释）

new一个String对象的时候，如果常量池没有相应的字面量真的会去它那里创建一个吗？我表示怀疑。

问题十

String a = "a";
String param = new String("param" + a);
String paramSame = param.intern();
System.out.println(param == paramSame);//true
//调用param.intern();的时候，在StringTable中将param作为"parama"的引用，并且返回param,这两者当然是相等的。

问题十一

String a = "a";
String param = "b" + a;
System.out.println(param.intern() == "ba"); //true
//先调用param.intern(),将param作为"ba"的引用存入StringTable，
//再遇到"ba"时，StringTable中已有"ba"的引用，不再创建新对象，直接返回，此时"ba"的引用是param
System.out.println(param == "ba");//true

问题十二

String a = "a";
String param = "b" + a;
System.out.println("ba" == param.intern()); //true
//StringTable中没有"ba"的引用，会先创建对象，并返回引用。再执行param.intern()时，发现已经有"ba"的引用，直接返回。
//因此相等
System.out.println(param == "ba");//false
//这是两个不同对象的引用

Java 中new String(“字面量”) 中 “字面量” 是何时进入字符串常量池的?

问题十三

 String s1=new String("he")+new String("llo"); s1.intern();   String s2="hello";  System.out.println(s1==s2);//true

问题十四

 String s1=new String("he")+new String("llo");String s2=new String("h")+new String("ello");String s3=s1.intern();String s4=s2.intern();System.out.println(s1==s3);//trueSystem.out.println(s1==s4);//true