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本文作者：拉勾教育专栏作者王磊
几乎所有的Java面试都是以String开始的，如果第一个问题没有回答好，则会给面试官留下非常不好的第一印象，而糟糕的第一印象则会直接影响到自己的面试结果，就好像刚破壳的小鹅一样，会把第一眼看到的动物当成自己的母亲，即使它第一眼看到的是一只小狗或小猫，也会默认跟随其后，心理学把这种现象叫做印刻效应。印刻效应不仅存在于低等动物之中，同样也适用于人类，所以对于String的知识，我们必须深入的掌握才能为自己赢得更多的筹码。
本课时的问题是：String是如何实现的？它有哪些重要的方法？
典型回答
以主流的JDK版本1.8来说，String内部实际存储结构为char数组，源码如下：
publicfinalclassString\nimplementsjava.io.Serializable,Comparable<String>,CharSequence{\n//用于存储字符串的值\nprivatefinalcharvalue[];\n//缓存字符串的hashcode\nprivateinthash;//Defaultto0\n//……其他内容\n}
String源码中包含下面几个重要的方法。
1.多构造方法
String字符串有以下4个重要的构造方法：
//String为参数的构造方法\npublicString(Stringoriginal){\nthis.value=original.value;\nthis.hash=original.hash;\n}\n//char[]为参数构造方法\npublicString(charvalue[]){\nthis.value=Arrays.copyOf(value,value.length);\n}\n//StringBuffer为参数的构造方法\npublicString(StringBufferbuffer){\nsynchronized(buffer){\nthis.value=Arrays.copyOf(buffer.getValue(),buffer.length());\n}\n}\n//StringBuilder为参数的构造方法\npublicString(StringBuilderbuilder){\nthis.value=Arrays.copyOf(builder.getValue(),builder.length());\n}
其中，比较容易被我们忽略的是以StringBuffer和StringBuilder为参数的构造函数，因为这三种数据类型，我们通常都是单独使用的，所以这个小细节我们需要特别留意一下。
2.equals()比较两个字符串是否相等
源码如下：
publicbooleanequals(ObjectanObject){\n//对象引用相同直接返回true\nif(this==anObject){\nreturntrue;\n}\n//判断需要对比的值是否为String类型，如果不是则直接返回false\nif(anObjectinstanceofString){\nStringanotherString=(String)anObject;\nintn=value.length;\nif(n==anotherString.value.length){\n//把两个字符串都转换为char数组对比\ncharv1[]=value;\ncharv2[]=anotherString.value;\ninti=0;\n//循环比对两个字符串的每一个字符\nwhile(n–!=0){\n//如果其中有一个字符不相等就truefalse，否则继续对比\nif(v1[i]!=v2[i])\nreturnfalse;\ni++;\n}\nreturntrue;\n}\n}\nreturnfalse;\n}
String类型重写了Object中的equals()方法，equals()方法需要传递一个Object类型的参数值，在比较时会先通过instanceof判断是否为String类型，如果不是则会直接返回false，instanceof的使用如下：
ObjectoString=&34;;\nObjectoInt=123;\nSystem.out.println(oStringinstanceofString);//返回true\nSystem.out.println(oIntinstanceofString);//返回false
当判断参数为String类型之后，会循环对比两个字符串中的每一个字符，当所有字符都相等时返回true，否则则返回false。
还有一个和equals()比较类似的方法equalsIgnoreCase()，它是用于忽略字符串的大小写之后进行字符串对比。
3.compareTo()比较两个字符串
compareTo()方法用于比较两个字符串，返回的结果为int类型的值，源码如下：
publicintcompareTo(StringanotherString){\nintlen1=value.length;\nintlen2=anotherString.value.length;\n//获取到两个字符串长度最短的那个int值\nintlim=Math.min(len1,len2);\ncharv1[]=value;\ncharv2[]=anotherString.value;\nintk=0;\n//对比每一个字符\nwhile(k<lim){\ncharc1=v1[k];\ncharc2=v2[k];\nif(c1!=c2){\n//有字符不相等就返回差值\nreturnc1-c2;\n}\nk++;\n}\nreturnlen1-len2;\n}
从源码中可以看出，compareTo()方法会循环对比所有的字符，当两个字符串中有任意一个字符不相同时，则returnchar1-char2。比如，两个字符串分别存储的是1和2，返回的值是-1；如果存储的是1和1，则返回的值是0，如果存储的是2和1，则返回的值是1。
还有一个和compareTo()比较类似的方法compareToIgnoreCase()，用于忽略大小写后比较两个字符串。
可以看出compareTo()方法和equals()方法都是用于比较两个字符串的，但它们有两点不同：
equals()可以接收一个Object类型的参数，而compareTo()只能接收一个String类型的参数；equals()返回值为Boolean，而compareTo()的返回值则为int。
它们都可以用于两个字符串的比较，当equals()方法返回true时，或者是compareTo()方法返回0时，则表示两个字符串完全相同。
4.其他重要方法
indexOf()：查询字符串首次出现的下标位置lastIndexOf()：查询字符串最后出现的下标位置contains()：查询字符串中是否包含另一个字符串toLowerCase()：把字符串全部转换成小写toUpperCase()：把字符串全部转换成大写length()：查询字符串的长度trim()：去掉字符串首尾空格replace()：替换字符串中的某些字符split()：把字符串分割并返回字符串数组join()：把字符串数组转为字符串
考点分析
这道题目考察的重点是，你对Java源码的理解，这也从侧面反应了你是否热爱和喜欢专研程序，而这正是一个优秀程序员所必备的特质。
String源码属于所有源码中最基础、最简单的一个，对String源码的理解也反应了你的Java基础功底。
String问题如果再延伸一下，会问到一些更多的知识细节，这也是大厂一贯使用的面试策略，从一个知识点入手然后扩充更多的知识细节，对于String也不例外，通常还会关联的询问以下问题：
为什么String类型要用final修饰？==和equals的区别是什么？String和StringBuilder、StringBuffer有什么区别？String的intern()方法有什么含义？String类型在JVM（Java虚拟机）中是如何存储的？编译器对String做了哪些优化？
接下来我们一起来看这些问题的答案。
知识扩展
1.==和equals的区别
==对于基本数据类型来说，是用于比较“值”是否相等的；而对于引用类型来说，是用于比较引用地址是否相同的。
查看源码我们可以知道Object中也有equals()方法，源码如下：
publicbooleanequals(Objectobj){\nreturn(this==obj);\n}
可以看出，Object中的equals()方法其实就是==，而String重写了equals()方法把它修改成比较两个字符串的值是否相等。
源码如下：
publicbooleanequals(ObjectanObject){\n//对象引用相同直接返回true\nif(this==anObject){\nreturntrue;\n}\n//判断需要对比的值是否为String类型，如果不是则直接返回false\nif(anObjectinstanceofString){\nStringanotherString=(String)anObject;\nintn=value.length;\nif(n==anotherString.value.length){\n//把两个字符串都转换为char数组对比\ncharv1[]=value;\ncharv2[]=anotherString.value;\ninti=0;\n//循环比对两个字符串的每一个字符\nwhile(n–!=0){\n//如果其中有一个字符不相等就truefalse，否则继续对比\nif(v1[i]!=v2[i])\nreturnfalse;\ni++;\n}\nreturntrue;\n}\n}\nreturnfalse;\n}
2.final修饰的好处
从String类的源码我们可以看出String是被final修饰的不可继承类，源码如下：
publicfinalclassString\n\timplementsjava.io.Serializable,Comparable<String>,CharSequence{//……}
那这样设计有什么好处呢？
Java语言之父JamesGosling的回答是，他会更倾向于使用final，因为它能够缓存结果，当你在传参时不需要考虑谁会修改它的值；如果是可变类的话，则有可能需要重新拷贝出来一个新值进行传参，这样在性能上就会有一定的损失。
JamesGosling还说迫使String类设计成不可变的另一个原因是安全，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，这是迫使String类设计成不可变类的一个重要原因。
总结来说，使用final修饰的第一个好处是安全；第二个好处是高效，以JVM中的字符串常量池来举例，如下两个变量：
Strings1=&34;;\nStrings2=&34;;
只有字符串是不可变时，我们才能实现字符串常量池，字符串常量池可以为我们缓存字符串，提高程序的运行效率，如下图所示：
试想一下如果String是可变的，那当s1的值修改之后，s2的值也跟着改变了，这样就和我们预期的结果不相符了，因此也就没有办法实现字符串常量池的功能了。
3.String和StringBuilder、StringBuffer的区别
因为String类型是不可变的，所以在字符串拼接的时候如果使用String的话性能会很低，因此我们就需要使用另一个数据类型StringBuffer，它提供了append和insert方法可用于字符串的拼接，它使用synchronized来保证线程安全，如下源码所示：
@Override\npublicsynchronizedStringBufferappend(Objectobj){\ntoStringCache=null;\nsuper.append(String.valueOf(obj));\nreturnthis;\n}\n\n\n@Override\npublicsynchronizedStringBufferappend(Stringstr){\ntoStringCache=null;\nsuper.append(str);\nreturnthis;\n}
因为它使用了synchronized来保证线程安全，所以性能不是很高，于是在JDK1.5就有了StringBuilder，它同样提供了append和insert的拼接方法，但它没有使用synchronized来修饰，因此在性能上要优于StringBuffer，所以在非并发操作的环境下可使用StringBuilder来进行字符串拼接。
4.String和JVM
String常见的创建方式有两种，直接赋值的方式“Strings1=&34;;”和“Strings2=newString(&34;);”的方式，但两者在JVM的存储区域却截然不同，在JDK1.8中，变量s1会先去字符串常量池中找字符串“Java”，如果有相同的字符则直接返回常量句柄，如果没有此字符串则会先在常量池中创建此字符串，然后再返回常量句柄；而变量s2是直接在堆上创建一个变量，如果调用intern方法才会把此字符串保存到常量池中，如下代码所示：
Strings1=newString(&34;);\nStrings2=s1.intern();\nStrings3=&34;;\nSystem.out.println(s1==s2);//false\nSystem.out.println(s2==s3);//true
它们在JVM存储的位置，如下图所示：
小贴士：JDK1.7之后把永生代换成的元空间，把字符串常量池从方法区移到了Java堆上。
除此之外编译器还会对String字符串做一些优化，例如以下代码：
Strings1=&34;+&34;;\nStrings2=&34;;\nSystem.out.println(s1==s2);
虽然s1拼接了多个字符串，但对比的结果却是true，我们使用反编译工具，看到的结果如下：
Compiledfrom&34;\npublicclasscom.lagou.interview.StringExample{\npubliccom.lagou.interview.StringExample();\nCode:\n0:aload_0\n1:invokespecial34;<init>&2//StringJava\n2:astore_1\n3:ldc3//Fieldjava/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;\n9:aload_1\n10:aload_2\n11:if_acmpne18\n14:iconst_1\n15:goto19\n18:iconst_0\n19:invokevirtual2可以看出，代码&34;+&34;被直接编译成了&34;，因此s1==s2的结果才是true，这就是编译器对字符串优化的结果。
小结
本课时从String的源码入手，重点讲了String的构造方法、equals()方法和compareTo()方法，其中equals()重写了Object的equals()方法，把引用对比改成了字符串值对比，也介绍了final修饰String的好处，可以提高效率和增强安全性，同时我们还介绍了String和JVM的一些执行细节。
OK，这节课就讲到这里啦，下一课时我将分享“HashMap底层实现原理是什么？JDK8做了哪些优化？”，记得按时来听课哈。想学习更多，可以查看我们的课程哦~
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