热门标签 | HotTags
当前位置:  开发笔记 > 编程语言 > 正文

【JDK源码分析】String的存储区与不可变专题

《ThinkinJava》中说:“关系操作符生成的是一个boolean结果,它们计算的是操作数的值之间的关系”。判断的是两个对象的内存地址是否一样&


《Think in Java》中说:
关系操作符生成的是一个boolean结果,它们计算的是操作数的值之间的关系”。

"=="判断的是两个对象的内存地址是否一样,适用于原始数据类型和枚举类型(它们的变量存储的是值本身,而引用类型变量存储的是引用);
equals是Object类的方法,Object对它的实现是比较内存地址,我们可以重写这个方法来自定义“相等”这个概念。
比如类库中的String、Date等类就对这个方法进行了重写。

综上,
对于枚举类型和原始数据类型的相等性比较,应该使用"==";
对于引用类型的相等性比较,应该使用equals方法。

// ... literals are interned by the compiler
// and thus refer to the same object
String s1 = "abcd";
String s2
= "abcd";
s1
== s2; // --> true // ... These two have the same value
// but they are not the same object
String s1 = new String("abcd");
String s2
= new String("abcd");
s1
== s2; // --> false

看上面一段代码,我们会发生疑惑:为什么通过字符串常量实例化的String类型对象是一样的,而通过new所创建String对象却不一样呢?
且看下面分解:

1. 数据存储区

String是一个比较特殊的类,除了new之外,还可以用字面常量来定义。为了弄清楚这二者间的区别,首先我们得明白JVM运行时数据存储区,这里有一张图对此有清晰的描述:

非共享数据存储区

非共享数据存储区是在线程启动时被创建的,包括:

  • 程序计数器(program counter register)控制线程的执行;
  • 栈(JVM Stack, Native Method Stack)存储方法调用与对象的引用等。

共享数据存储区

该存储区被所有线程所共享,可分为:

  • 堆(Heap)存储所有的Java对象,当执行new对象时,会在堆里自动进行内存分配。
  • 方法区(Method Area)存储常量池(run-time constant pool)、字段与方法的数据、方法与构造器的代码。
2. 两种实例化

实例化String对象:

public class StringLiterals {public static void main(String[] args) {String one = "Test";String two = "Test";String three = "T" + "e" + "s" + "t";String four = new String("Test");}
}

javap -c StringLiterals反编译生成字节码,我们选取感兴趣的部分如下:

public static void main(java.lang.String[]); Code: 0: ldc #2 // String Test 2: astore_1 3: ldc #2 // String Test 5: astore_2 6: ldc #2 // String Test 8: astore_3 9: new #3 // class java/lang/String 12: dup 13: ldc #2 // String Test 15: invokespecial #4 // Method java/lang/String."": (Ljava/lang/String;)V 18: astore 4 20: return }

ldc #2表示从常量池中取#2的常量入栈,astore_1表示将引用存在本地变量1中。
因此,我们可以看出:
对象onetwothree均指向常量池中的字面常量"Test";
对象four是在堆中new的新对象;

如下图所示:

总结如下:

  • 当用字面常量实例化时,String对象存储在常量池;
  • 当用new实例化时,String对象存储在堆中;

操作符==比较的是对象的引用,当其指向的对象不同时,则为false。因此,开篇中的代码会出现通过new所创建String对象不一样。

3. 不可变String

不可变性

所谓不可变性(immutability)指类不可以通过常用的API被修改。为了更好地理解不可变性,我们先来看《Thinking in Java》中的一段代码:

//: operators/Assignment.java
// Assignment with objects is a bit tricky.
import static net.mindview.util.Print.*;class Tank {int level;
}
public class Assignment {public static void main(String[] args) {Tank t1 = new Tank();Tank t2 = new Tank();t1.level = 9;t2.level = 47;print("1: t1.level: " + t1.level +", t2.level: " + t2.level);t1 = t2;print("2: t1.level: " + t1.level +", t2.level: " + t2.level);t1.level = 27;print("3: t1.level: " + t1.level +", t2.level: " + t2.level);}
}
/* Output:
1: t1.level: 9, t2.level: 47
2: t1.level: 47, t2.level: 47
3: t1.level: 27, t2.level: 27
*///:~

上述代码中,在赋值操作t1 = t2;之后,t1、t2包含的是相同的引用,指向同一个对象。
因此对t1对象的修改,直接影响了t2对象的字段改变。显然,Tank类是可变的。

也许,有人会说s = s.concat("ef");不是修改了对象s么?而事实上,我们去看concat的实现,会发现return new String(buf, true);返回的是新String对象。
只是s1的引用改变了,如下图所示:

String源码

JDK7的String类:

public final class Stringimplements java.io.Serializable, Comparable, CharSequence {/** The value is used for character storage. */private final char value[];/** Cache the hash code for the string */private int hash; // Default to 0
}

 

String类被声明为final,不可以被继承,所有的方法隐式地指定为final,因为无法被覆盖。字段char value[]表示String类所对应的字符串,被声明为private final;即初始化后不能被修改。

常用的new实例化对象String s1 = new String("abcd");的构造器:

public String(String original) {this.value = original.value;this.hash = original.hash;
}

只需将value与hash的字段值进行传递即可。

4. 反射

String的value字段是final的,可不可以通过过某种方式修改呢?答案是反射。在stackoverflow上有这样修改value字段的代码:

String s1 = "Hello World";
String s2
= "Hello World";
String s3
= s1.substring(6);
System.out.println(s1);
// Hello World
System.out.println(s2); // Hello World
System.out.println(s3); // World

Field field
= String.class.getDeclaredField("value");
field.setAccessible(
true);
char[] value = (char[])field.get(s1);
value[
6] = 'J';
value[
7] = 'a';
value[
8] = 'v';
value[
9] = 'a';
value[
10] = '!'; System.out.println(s1); // Hello Java!
System.out.println(s2); // Hello Java!
System.out.println(s3); // World

 

这时,有人会诧异:
为什么对象s2的值也会被修改,而对象s3的值却不会呢?根据前面的介绍,s1与s2指向同一个对象;所以当s1被修改后,s2也会对应地被修改。
至于s3对象为什么不会?我们来看看substring()的实现:

public String substring(int beginIndex) {if (beginIndex <0) {throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);}int subLen &#61; value.length - beginIndex;if (subLen <0) {throw new StringIndexOutOfBoundsException(subLen);}return (beginIndex &#61;&#61; 0) ? this : new String(value, beginIndex, subLen);
}

 

当beginIndex不为0时&#xff0c;返回的是new的String对象&#xff1b;当beginIndex为0时&#xff0c;返回的是原对象本身。
如果将上述代码String s3 &#61; s1.substring(6);改为String s3 &#61; s1.substring(0);&#xff0c;那么对象s3也会被修改了。

如果仔细看java.lang.String.java&#xff0c;我们会发现&#xff1a;
当需要改变字符串内容时&#xff0c;String类的方法返回的是新String对象&#xff1b;
如果没有改变&#xff0c;String类的方法则返回原对象引用。
这节省了存储空间与额外的开销。

5. 参考资料

[1] Programcreek, JVM Run-Time Data Areas.
[2] Corey McGlone, Looking "Under the Hood" with javap.
[3] Programcreek, Diagram to show Java String’s Immutability.
[4] Stackoverflow, Is a Java string really immutable?
[5] Programcreek, Why String is immutable in Java ?

http://www.cnblogs.com/en-heng/p/5121870.html

java.lang.reflect.Field对象的方法&#xff1a;
get

public Object get(Object obj)throws IllegalArgumentException,IllegalAccessException

Returns the value of the field represented by this Field, on the specified object. The value is automatically wrapped in an object if it has a primitive type.

The underlying field&#39;s value is obtained as follows:

If the underlying field is a static field, the obj argument is ignored; it may be null.

Otherwise, the underlying field is an instance field. If the specified obj argument is null, the method throws a NullPointerException. If the specified object is not an instance of the class or interface declaring the underlying field, the method throws an IllegalArgumentException.

If this Field object enforces Java language access control, and the underlying field is inaccessible, the method throws an IllegalAccessException. If the underlying field is static, the class that declared the field is initialized if it has not already been initialized.

Otherwise, the value is retrieved from the underlying instance or static field. If the field has a primitive type, the value is wrapped in an object before being returned, otherwise it is returned as is.

If the field is hidden in the type of obj, the field&#39;s value is obtained according to the preceding rules.

 

 

Parameters:
obj - object from which the represented field&#39;s value is to be extracted
Returns:
the value of the represented field in object obj; primitive values are wrapped in an appropriate object before being returned
Throws:
IllegalAccessException - if the underlying field is inaccessible.
IllegalArgumentException - if the specified object is not an instance of the class or interface declaring the underlying field (or a subclass or implementor thereof).
NullPointerException - if the specified object is null and the field is an instance field.
ExceptionInInitializerError - if the initialization provoked by this method fails.

 

转:https://www.cnblogs.com/softidea/p/5122532.html



推荐阅读
  • 在处理大图片时,PHP 常常会遇到内存溢出的问题。为了避免这种情况,建议避免使用 `setImageBitmap`、`setImageResource` 或 `BitmapFactory.decodeResource` 等方法直接加载大图。这些函数在处理大图片时会消耗大量内存,导致应用崩溃。推荐采用分块处理、图像压缩和缓存机制等策略,以优化内存使用并提高处理效率。此外,可以考虑使用第三方库如 ImageMagick 或 GD 库来处理大图片,这些库提供了更高效的内存管理和图像处理功能。 ... [详细]
  • 本文介绍了UUID(通用唯一标识符)的概念及其在JavaScript中生成Java兼容UUID的代码实现与优化技巧。UUID是一个128位的唯一标识符,广泛应用于分布式系统中以确保唯一性。文章详细探讨了如何利用JavaScript生成符合Java标准的UUID,并提供了多种优化方法,以提高生成效率和兼容性。 ... [详细]
  • 开发笔记:深入解析Android自定义控件——Button的72种变形技巧
    开发笔记:深入解析Android自定义控件——Button的72种变形技巧 ... [详细]
  • JVM参数设置与命令行工具详解
    JVM参数配置与命令行工具的深入解析旨在优化系统性能,通过合理设置JVM参数,确保在高吞吐量的前提下,有效减少垃圾回收(GC)的频率,进而降低系统停顿时间,提升服务的稳定性和响应速度。此外,本文还将详细介绍常用的JVM命令行工具,帮助开发者更好地监控和调优JVM运行状态。 ... [详细]
  • 动态壁纸 LiveWallPaper:让您的桌面栩栩如生(第二篇)
    在本文中,我们将继续探讨如何开发动态壁纸 LiveWallPaper,使您的桌面更加生动有趣。作为 2010 年 Google 暑期大学生博客分享大赛 Android 篇的一部分,我们将详细介绍 Ed Burnette 的《Hello, Android》第三版中的相关内容,并分享一些实用的开发技巧和经验。通过本篇文章,您将了解到如何利用 Android SDK 创建引人入胜的动态壁纸,提升用户体验。 ... [详细]
  • 在Eclipse中批量转换Java源代码文件的编码格式从GBK到UTF-8是一项常见的需求。通过编写简单的Java代码,可以高效地实现这一任务。该方法不仅适用于Java文件,还可以用于其他类型的文本文件编码转换。具体实现可以通过导入`java.io.File`类来操作文件系统,从而完成批量转换。此外,建议在转换过程中添加异常处理机制,以确保代码的健壮性和可靠性。 ... [详细]
  • SQLite数据库CRUD操作实例分析与应用
    本文通过分析和实例演示了SQLite数据库中的CRUD(创建、读取、更新和删除)操作,详细介绍了如何在Java环境中使用Person实体类进行数据库操作。文章首先阐述了SQLite数据库的基本概念及其在移动应用开发中的重要性,然后通过具体的代码示例,逐步展示了如何实现对Person实体类的增删改查功能。此外,还讨论了常见错误及其解决方法,为开发者提供了实用的参考和指导。 ... [详细]
  • 探索偶数次幂二项式系数的求和方法及其数学意义 ... [详细]
  • HBase Java API 进阶:过滤器详解与应用实例
    本文详细探讨了HBase 1.2.6版本中Java API的高级应用,重点介绍了过滤器的使用方法和实际案例。首先,文章对几种常见的HBase过滤器进行了概述,包括列前缀过滤器(ColumnPrefixFilter)和时间戳过滤器(TimestampsFilter)。此外,还详细讲解了分页过滤器(PageFilter)的实现原理及其在大数据查询中的应用场景。通过具体的代码示例,读者可以更好地理解和掌握这些过滤器的使用技巧,从而提高数据处理的效率和灵活性。 ... [详细]
  • 捕获并处理用户输入数字时的异常,提供详细的错误提示与指导
    在用户输入数字时,程序能够有效捕获并处理各种异常情况,如非法字符或格式错误,并提供详尽的错误提示和操作指导,确保用户能够准确输入有效的数字数据。通过这种方式,不仅提高了程序的健壮性和用户体验,还减少了因输入错误导致的系统故障。具体实现中,使用了Java的异常处理机制,结合Scanner类进行输入读取和验证,确保了输入的合法性和准确性。 ... [详细]
  • 深入解析 Java UTC 时间处理技术与应用 ... [详细]
  • 本文介绍了如何利用Apache POI库高效读取Excel文件中的数据。通过实际测试,除了分数被转换为小数存储外,其他数据均能正确读取。若在使用过程中发现任何问题,请及时留言反馈,以便我们进行更新和改进。 ... [详细]
  • 本文深入探讨了CGLIB BeanCopier在Bean对象复制中的应用及其优化技巧。相较于Spring的BeanUtils和Apache的BeanUtils,CGLIB BeanCopier在性能上具有显著优势。通过详细分析其内部机制和使用场景,本文提供了多种优化方法,帮助开发者在实际项目中更高效地利用这一工具。此外,文章还讨论了CGLIB BeanCopier在复杂对象结构和大规模数据处理中的表现,为读者提供了实用的参考和建议。 ... [详细]
  • 基址获取与驱动开发:内核中提取ntoskrnl模块的基地址方法解析
    基址获取与驱动开发:内核中提取ntoskrnl模块的基地址方法解析 ... [详细]
  • Java SE 文件操作类详解与应用
    ### Java SE 文件操作类详解与应用#### 1. File 类##### 1.1 File 类概述File 类是 Java SE 中用于表示文件和目录路径名的对象。它提供了丰富的方法来操作文件和目录,包括创建、删除、重命名文件,以及获取文件属性和信息。通过 File 类,开发者可以轻松地进行文件系统操作,如检查文件是否存在、读取文件内容、列出目录下的文件等。此外,File 类还支持跨平台操作,确保在不同操作系统中的一致性。 ... [详细]
author-avatar
PHP1.CN | 中国最专业的PHP中文社区 | DevBox开发工具箱 | json解析格式化 |PHP资讯 | PHP教程 | 数据库技术 | 服务器技术 | 前端开发技术 | PHP框架 | 开发工具 | 在线工具
Copyright © 1998 - 2020 PHP1.CN. All Rights Reserved | 京公网安备 11010802041100号 | 京ICP备19059560号-4 | PHP1.CN 第一PHP社区 版权所有