《String 既然能这样性能调优我直呼内行.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《String 既然能这样性能调优我直呼内行.docx（22页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、String既然能这样性能调优，我直呼内行莫慌，今天给大家见识一下不一样的String，从根上拿捏直达G点。并且码哥分享一个例子：通过性能调优我们能实现百兆内存轻松存储几十G数据。String对象是我们每天都摸的对象类型，但是她的性能问题我们却总是忽略。爱她，不能只会简单一起玩耍，要深入了解String的内心深处，做一个心有猛虎，细嗅蔷薇的暖男。通过以下几点分析，我们一步步揭开她的衣裳，直达内心深处，提升一个Level，让String直接起飞：字符串对象的特性；String的不可变性；大字符串构建技巧；String.intern节省内存；字符串分割技巧；String身体解密想要深入了解，就先从
2、基本组成开始String缔造者对String对象做了大量优化来节省内存，从而提升String的性能：Java6及之前数据存储在char数组中，String通过offset和count两个属性定位char数据获取字符串。这样可以高效快速的定位并共享数组对象，并且节省内存，但是有可能导致内存泄漏。共享char数组为啥可能会导致内存泄漏呢？String(intoffset,intcount,charvalue)this.value=value;this.offset=offset;this.count=count;publicStringsubstring(intbeginIndex,intendI
3、ndex)/checkboundaryreturnnewString(offset+beginIndex,endIndex-beginIndex,value);调用substring()的时候虽然创建了新的字符串，但字符串的值value仍然指向的是内存中的同一个数组，如下图所示：如果我们仅仅是用substring获取一小段字符，而原始string字符串非常大的情况下，substring的对象如果一直被引用。此时String字符串也无法回收，从而导致内存泄露。如果有大量这种通过substring获取超大字符串中一小段字符串的操作，会因为内存泄露而导致内存溢出。JDK7、8去掉了offset和co
4、unt两个变量，减少了String对象占用的内存。substring源码：publicString(charvalue,intoffset,intcount)this.value=Arrays.copyOfRange(value,offset,offset+count);publicStringsubstring(intbeginIndex,intendIndex)intsubLen=endIndex-beginIndex;returnnewString(value,beginIndex,subLen);substring()通过newString()返回了一个新的字符串对象，在创建新的对象时
5、通过Arrays.copyOfRange()深度拷贝了一个新的字符数组。如下图所示：String.substring方法不再共享char数组的数据，解决了可能内存泄漏的问题。Java9将char字段改为byte，新增coder属性。码哥，为什么这么改呢？一个char字符占2个字节，16位。存储单字节编码内的字符（占一个字节的字符）就显得非常浪费。为了节约内存空间，于是使用了1个字节占8位的byte数组来存放字符串。勤俭节约的女神，谁不爱新属性coder的作用是：在计算字符串长度或者使用indexOf（）方法时，我们需要根据编码类型来计算字符串长度。coder的值分别表示不同编码类型：0：表示使
6、用Latin-1（单字节编码）；1：使用UTF-16。String的不可变性了解了String的基本组成之后，发现String还有一个比外在更性感的特性，她被final关键字修饰，char数组也是。我们知道类被final修饰代表该类不可继承，而char被final+private修饰，代表了String对象不可被更改。String对象一旦创建成功，就不能再对它进行改变。final修饰的好处安全性当你在调用其他方法时，比如调用一些系统级操作指令之前，可能会有一系列校验。如果是可变类的话，可能在你校验过后，它的内部的值又被改变了，这样有可能会引起严重的系统崩溃问题。高性能缓存String不可变之后
7、就能保证hash值得唯一性，使得类似HashMap容器才能实现相应的key-value缓存功能。实现字符串常量池由于不可变，才得以实现字符串常量池。字符串常量池指的是在创建字符串的时候，先去常量池查找是否创建过该字符串；如果有，则不会开辟新空间创建字符串，而是直接把常量池中该字符串的引用返回给此对象。创建字符串的两种方式：Stringstr1=“码哥字节;Stringstr2=newString(“码哥字节);当代码中使用第一种方式创建字符串对象时，JVM首先会检查该对象是否在字符串常量池中，如果在，就返回该对象引用。否则新的字符串将在常量池中被创建，并返回该引用。这样可以减少同一个值的字符串
8、对象的重复创建，节约内存。第二种方式创建，在编译类文件时，码哥字节字符串将会放入到常量结构中，在类加载时，“码哥字节将会在常量池中创建；在调用new时，JVM命令将会调用String的构造函数，在堆内存中创建一个String对象，同时该对象指向常量池中的“码哥字节字符串，str指向刚刚在堆上创建的String对象；如下图（str1、str2）：什么是对象和对象引用呀？str属于方法栈的字面量，它指向堆中的String对象，并不是对象本。对象在内存中是一块内存地址，str则是指向这个内存地址的引用。也就是说str并不是对象，而只是一个对象引用。码哥，字符串的不可变到底指的是什么呀？Strings
9、tr=Java;str=Java,yyds第一次赋值Java，第二次赋值Java,yyds，str值确实改变了，为什么我还说String对象不可变呢？这是因为str只是String对象的引用，并不是对象本身。真正的对象依然还在内存中，没有被改变。优化实战了解了String的对象实现原理和特性，是时候要深入女神内心，结合实际场景，如何更上一层楼优化String对象的使用。大字符串如何构建既然String对象是不可变，所以我们在频繁拼接字符串的时候是否意味着创建多个对象呢？Stringstr=癞蛤蟆撩青蛙+长的丑+玩的花;是不是以为先生成癞蛤蟆撩青蛙对象，再生成癞蛤蟆撩青蛙长的丑对象，最后生成癞蛤
10、蟆撩青蛙长得丑玩的花对象。实际运行中，只有一个对象生成。这是为什么呢？虽然代码写的丑陋，但是编译器自动优化了代码。再看下面例子：Stringstr=小青蛙;for(inti=;i<1000;i+)str+=i;上面的代码编译后，你可以看到编译器同样对这段代码进行了优化。Java在进行字符串的拼接时，偏向使用StringBuilder，这样可以提高程序的效率。Stringstr=小青蛙;for(inti=;i<1000;i+)str=(newStringBuilder(String.valueOf(str).append(i).toString();即使如此，还是循环内重复创建Str
11、ingBuilder对象。敲黑板所以做字符串拼接的时候，我建议你还是要显式地使用StringBuilder来提升系统性能。如果在多线程编程中，String对象的拼接涉及到线程安全，你可以使用StringBuffer。运用intern节省内存直接看intern()方法的定义与源码：intern()是一个本地方法，它的定义中说的是，当调用intern方法时，如果字符串常量池中已经包含此字符串，则直接返回此字符串的引用。否则将此字符串添加到常量池中，并返回字符串的引用。如果不包含此字符串，先将字符串添加到常量池中，再返回此对象的引用。什么情况下适合使用intern()方法？Twitter工程师曾分享
12、过一个String.intern()的使用示例，Twitter每次发布消息状态的时候，都会产生一个地址信息，以当时Twitter用户的规模预估，服务器需要20G的内存来存储地址信息。publicclassLocationprivateStringcity;privateStringregion;privateStringcountryCode;privatedoublelongitude;privatedoublelatitude;考虑到其中有很多用户在地址信息上是有重合的，比如，国家、省份、城市等，这时就可以将这部分信息单独列出一个类，以减少重复，代码如下：publicclassShared
13、LocationprivateStringcity;privateStringregion;privateStringcountryCode;publicclassLocationprivateSharedLocationsharedLocation;doublelongitude;doublelatitude;通过优化，数据存储大小减到了20G左右。但对于内存存储这个数据来说，依然很大，怎么办呢？Twitter工程师使用String.intern()使重复性非常高的地址信息存储大小从20G降到几百兆，从而优化了String对象的存储。核心代码如下：SharedLocationsharedLo
14、cation=newSharedLocation();sharedLocation.setCity(messageInfo.getCity().intern();sharedLocation.setCountryCode(messageInfo.getRegion().intern();sharedLocation.setRegion(messageInfo.getCountryCode().intern();弄个简单例子方便理解：Stringa=newString(abc).intern();Stringb=newString(abc).intern();System.out.print(a
15、=b);输出结果：true。在加载类的时候会在常量池中创建一个字符串对象，内容是abc。创建局部a变量时，调用newSting()会在堆内存中创建一个String对象，String对象中的char数组将会引用常量池中字符串。在调用intern方法之后，会去常量池中查找是否有等于该字符串对象的引用，有就返回引用。创建b变量时，调用newSting()会在堆内存中创建一个String对象，String对象中的char数组将会引用常量池中字符串。在调用intern方法之后，会去常量池中查找是否有等于该字符串对象的引用，有就返回引用给局部变量。而刚在堆内存中的两个对象，由于没有引用指向它，将会被垃圾回
16、收。所以a和b引用的是同一个对象。字符串分割有妙招Split()方法使用了正则表达式实现了其强大的分割功能，而正则表达式的性能是非常不稳定的。使用不恰当会引起回溯问题，很可能导致CPU居高不下。Java正则表达式使用的引擎实现是NFA（NondeterministicFiniteAutomaton，确定型有穷自动机）自动机，这种正则表达式引擎在进行字符匹配时会发生回溯（backtracking），而一旦发生回溯，那其消耗的时间就会变得很长，有可能是几分钟，也有可能是几个小时，时间长短取决于回溯的次数和复杂度。所以我们应该慎重使用Split()方法，我们可以用String.indexOf()方法代替Split()方法完成字符串的分割。总结与思考我们从String进化历程掌握了她的组成，不断的改变成员变量节约内存。她的不可变性从而实现了字符串常量池，减少同一个字符串的重复创建，节约内存。但也是因为这个特性，我们在做长字符串拼接时，需要显示使用StringBuilder，以提高字符串的拼接性能。最后，在优化方面，我们还可以使用intern方法，让变量字符串对象重复使用常量池中相同值的对象，进而节约内存。以上文章;于码哥字节，作者码哥