String 是Java編程中的引用類型，不屬于基本類型，默認(rèn)值為null，在Java中是用來創(chuàng)建于操作字符串。
源碼如下所示：
public final class String
implements java.io.Serializable, Comparable<String>, 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
說明：String的底層是由char 數(shù)組實(shí)現(xiàn)的漆羔。我們創(chuàng)建的字符串都是由char數(shù)組保存的，由于使用final修飾狱掂，因此char數(shù)組的引用不可變演痒，但并不代表數(shù)組內(nèi)容不可變，因此為了實(shí)現(xiàn)真正的數(shù)組不可變趋惨，還加上了private修飾符鸟顺。
問題1：從你的角度談?wù)凷tring 為什么要設(shè)計成不可變的？
本問題選自 從你的角度談?wù)凷tring 為什么要設(shè)計成不可變的器虾？
何為不可變讯嫂？
對于Java而言，除了基本類型兆沙，其余都是對象欧芽。在《JAVA并發(fā)編程實(shí)踐》一書中對 "不可變"給出了一個粗略的定義：
①其狀態(tài)不能再創(chuàng)建后再修改
②所有域都是final類型。
③在構(gòu)造函數(shù)構(gòu)造對象期間葛圃，this引用沒有泄漏千扔。
注：一憎妙，在第二點(diǎn)中，一個對象所有域都是final類型曲楚，該對象也有可能是可變對象厘唾。因為final關(guān)鍵字只是限制對象的域的引用不可變，但是無法限制通過該引用去修改其內(nèi)部狀態(tài)龙誊。二抚垃，不可變對象內(nèi)部域并不一定全部聲明是final類型，比如String類中的有一個名為 hash 的域并不是final類型载迄，這是因為①String類型的惰性計算 hashcode并存儲在hash域中，通過其他final類型域來保證每次的hashcode計算結(jié)果必定是相同的抡蛙。②每次對String類型的所有改變內(nèi)部存儲結(jié)構(gòu)的操作都會new一個新的String對象护昧。
不可變帶來的好處
安全性
由于String的不可變，那么在多線程的情況下對String的任何操作都是安全的粗截。
類加載器要用到字符串惋耙，不可變形提供了安全性，以便正確的類被加載熊昌。
使用常量池節(jié)省空間
只有當(dāng)字符串不可變時绽榛，字符串常量池才有可能實(shí)現(xiàn)。當(dāng)不同的字符串常量指向池中同一個字符串時婿屹，將會大大的降低heap使用空間灭美，String的intern方法才可能實(shí)現(xiàn)。
緩存hashcode
因為字符串的不可變昂利，在它創(chuàng)建的時候hashcode就被緩存了届腐，不需要重新計算，這使得Map中的鍵很適合做Map集合的鍵蜂奸，字符串的處理速度要快過其他的鍵對象犁苏。
對于String 源碼的 hash有這樣的說明
private int hash;//this is used to cache hash code.
不可變帶來的壞處
由于不可變，對字符串使用完后就扔扩所，所以會創(chuàng)建大量的對象垃圾围详。
密碼應(yīng)該存儲在字符數(shù)組中而不是String中
參考 為什么Java中的密碼優(yōu)先使用 char[] 而不是String？
由于String在Java中是不可變的祖屏，如果你將密碼以明文的形式保存成字符串助赞，那么它將一直留在內(nèi)存中，直到垃圾收集器把它清除袁勺。而由于字符串被放在字符串緩沖池中以方便重復(fù)使用嫉拐，所以它就可能在內(nèi)存中被保留很長時間，而這將導(dǎo)致安全隱患魁兼，因為任何能夠訪問內(nèi)存(memory dump內(nèi)存轉(zhuǎn)儲)的人都能清晰的看到文本中的密碼婉徘，這也是為什么你應(yīng)該總是使用加密的形式而不是明文來保存密碼漠嵌。由于字符串是不可變的，所以沒有任何方式可以修改字符串的值盖呼，因為每次修改都將產(chǎn)生新的字符串儒鹿，然而如果你使用char[]來保存密碼，你仍然可以將其中所有的元素都設(shè)置為空或者零几晤。所以將密碼保存到字符數(shù)組中很明顯的降低了密碼被竊取的風(fēng)險约炎。
當(dāng)然只使用字符數(shù)組也是不夠的，為了更安全你需要將數(shù)組內(nèi)容進(jìn)行轉(zhuǎn)化蟹瘾。 建議使用哈希的或者是加密過的密碼而不是明文圾浅，然后一旦完成驗證，就將它從內(nèi)存中清除掉憾朴。
問題2 String str = "Hello"與String str = new String("Hello")創(chuàng)建幾個對象
問題相關(guān)：https://www.zhihu.com/question/29884421
Java虛擬機(jī)管理的內(nèi)存最主要的有三塊
1 堆（Heap）：最大的一塊內(nèi)存狸捕。存在對象實(shí)例和數(shù)組。全局共享众雷。
2 棧（Stack）：全稱“虛擬機(jī)棧（JVM Stacks）”灸拍。存放基本型，對象引用砾省。線程私有鸡岗。
3 方法區(qū)（Method Area）：“類”被加載后的信息，常量编兄，靜態(tài)變量存放在這里轩性。全局共享。在HotSpot里也叫“永生代”狠鸳，但兩者不能等同炮姨。
這三塊區(qū)域的詳細(xì)劃分如下所示
注圖為JDK1.6及之前的版本，1.7版本以后將HotSpot的Interned Strings 移到了Heap堆中碰煌，1.8版本徹底取消了永久代
主要看圖中的Stack棧區(qū)里的“局部變量表（Local Variables）”和“操作數(shù)棧（Operand Stack）”舒岸。因為棧是線程私有的，每個方法被執(zhí)行的時候都會創(chuàng)建一個“棧幀（Stack Frame）”芦圾。而每個戰(zhàn)陣?yán)飳?yīng)的都維護(hù)著一個局部變量表和操作數(shù)棧蛾派。我們常說的基本類型和對象引用存在棧里，其實(shí)就是存在局部變量表中个少。而操作數(shù)棧是線程實(shí)際的操作臺洪乍。
中間的這個非堆（Non-Heap）可以粗略地理解為非堆里包含了永生代，而永生代里又包括了方法區(qū)夜焦。
和String最相關(guān)的是非堆（Non-Heap）的“運(yùn)行時常量池（Run-time Constant Pool）”壳澳。它是每個類私有的。每個class文件里的“常量池”在類被加載器加載后茫经，就會映射存放在這個地方巷波。另一個相關(guān)的是“字符串常量池（String Pool）”萎津，但和運(yùn)行時常量池不是一個概念。字符串常量是全局共享的抹镊，處于Interned String的位置锉屈，可以理解為在永生代里，方法區(qū)外垮耳。String.intern()方法圆凰，字符串駐留之后个唧，引用就放在這個String Pool。
分析完JVM虛擬機(jī)內(nèi)存劃分后可柿，我們來看class文件的信息劃分
String有兩種賦值方式尽楔，第一種是通過“字面量”賦值擂橘。比如下面代碼
String str = "Hello"; ①
第二種是通過new關(guān)鍵字創(chuàng)建新對象趴俘。比如下面這樣
String str = new String("Hello"); ②
在編譯class文件后呀打，除了版本、字段豌研、方法妹田、接口等描述信息外唬党，還有一個也叫“常量池（Constant Pool Table）”的東西鹃共。這個常量池與內(nèi)存中的常量池不一樣。class文件里的常量池主要存兩個東西：“字面量（Literal）”和“符號引用量(Symbolic References)”驶拱。字面量就包括類中定義的一些常量霜浴，因為String是不可改變的，由final關(guān)鍵字修飾過蓝纲，所以代碼①中的”Hello“字符串阴孟，就作為字面量（常量）寫在class的常量池里。
在程序運(yùn)行Class文件時税迷，class文件的信息就會被解析到內(nèi)存的方法區(qū)里永丝。class文件里常量池中大部分?jǐn)?shù)據(jù)會被加載到”運(yùn)行時常量池（Run-time Constant Pool）“。但是箭养，這個“進(jìn)入”過程慕嚷，并不會直接把所有類中定義的常量全部都加載進(jìn)來，而是會做個比較毕泌，如果需要加到字符串常量池中的字符串已經(jīng)存在喝检，那么就不需要再把字符串字面量加載進(jìn)來了。
在類加載階段撼泛，JVM會在堆中創(chuàng)建對應(yīng)這些class文件常量池中的字符串對象實(shí)例挠说，并在字符串常量池中駐留其引用，具體會在resolve階段進(jìn)行愿题。但在resovle階段并不會立即執(zhí)行這些動作损俭，JVM規(guī)范里明確指定resolve階段可以是lazy的蛙奖。
代碼①中”Hello“的一個引用會被存到同樣在非堆（Non-Heap）的字符串常量池（String Pool）里，而”Hello“本體還是和所有對象一樣撩炊，創(chuàng)建在Heap堆區(qū)外永，具體是在新生代的Eden區(qū)。因為一直有一個引用駐留在字符串常量池拧咳，所以不會被GC清理掉伯顶。這個Hello對象會生存到整個線程結(jié)束。
等到主線程開始創(chuàng)建str變量的時候骆膝，虛擬機(jī)就會到字符串常量池找有沒有equal("Hello")的String祭衩。如果有，那么就會在棧區(qū)當(dāng)前棧幀的局部變量表里創(chuàng)建str變量阅签，然后把字符串常量池里對Hello對象的引用復(fù)制給str變量掐暮。找不到的話，才會在Heap堆重新創(chuàng)建一個對象政钟，然后把引用駐留到字符串常量區(qū)路克，然后把引用復(fù)制給棧幀的局部變量表中的str。
針對第一個問題养交，看一下代碼
String str1 = "Hello";
String str2 = "Hello";
String str3 = "Hello";
三者的關(guān)系如下圖所示
但是使用new關(guān)鍵字就不一樣了
String str1 = "Hello";
String str2 = "Hello";
String str3 = new String("Hello");
這時候精算，str1和str2還是和之前一樣。但是str3會因為new關(guān)鍵字在Heap堆申請一塊全新的內(nèi)存碎连，來創(chuàng)建新對象灰羽。雖然字面還是"Hello"，但是完全不同的對象鱼辙，有不同的內(nèi)存地址廉嚼。注意，str3的Hello堆地址并不會加到String Table里去倒戏。
總結(jié)
①類似String a = "a"+"b"+"c" 基本等同于“abc”怠噪，不會產(chǎn)生中間垃圾對象，也就是說"a"杜跷，"b"傍念，"c"最終會消失掉 。
②字符串與引用存在字符串池中葱椭，而對象存在堆內(nèi)存中
③字符串常量池的作用是保存該字符串的引用與字符串捂寿，以防堆內(nèi)存中的對象被GC回收
④方法里的private int i=1這種是局部變量。會在調(diào)用方法的時候進(jìn)入棧區(qū)當(dāng)前棧幀的局部變量表孵运。
⑤String s = new String("xyz"); 在運(yùn)行時涉及幾個String實(shí)例秦陋？
答案：兩個，堆中有個xyz的一號本體治笨，然后字符串常量池里存的是這一號本體的地址驳概，比如0xfff赤嚼。然后new String("xyz")創(chuàng)建的是堆中的新對象，xyz的二號本體顺又，二號本體在字符串常量池中無引用更卒。
問題3 String a = ””、String b = null稚照、String c = new String()三者的區(qū)別
答：””與new String() 表示已經(jīng)new出一個對象蹂空，但是內(nèi)部為空，且已經(jīng)創(chuàng)建了對象的引用果录，是需要分配內(nèi)存空間的上枕。null 表示還沒有new出一個對象，即該對象的引用還沒創(chuàng)建弱恒，也沒有分配內(nèi)存地址辨萍。
我們來看看這道代碼題來更好的理解上面的解釋（jdk1.8.0_172）
public class Client {
private static void isString(String str){
if (str == null){
System.out.println("null");
}
if (str.isEmpty()){
System.out.println("isEmpty");
}
if (str.equals("")){
System.out.println("\"\"");
}
System.out.println("-----------");
}
public static void main(String[] args) {
String a = new String();
String b = "";//沒有空格
String c = null;
String d = " ";//有一個空格
isString(a);
isString(b);
isString(c);
isString(d);
System.out.println(d.length());
System.out.println(c+"adcd");
}
}
---output---
isEmpty
""
-----------
isEmpty
""
-----------
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
null
at com.homework.demo_15.Client.isString(Client.java:11)
at com.homework.demo_15.Client.main(Client.java:24)
-----------
1
nulladcd
分析：
String a = new String()：a分配了內(nèi)存空間但內(nèi)部值為空，注意是有值但是值為空返弹，稱為絕對空锈玉；
String b = "";//沒有空格：b分配了內(nèi)存空間，是有值且內(nèi)部值為空字符串义起，稱為相對空拉背；
String c = null：c沒有分配內(nèi)存空間且無值無內(nèi)容，也就是沒有被實(shí)例化并扇。此對象還不存在去团。
String d = " ";//有一個空格：d分配內(nèi)存空間抡诞，是有值且內(nèi)部值是一個空格
根據(jù)輸出結(jié)果穷蛹，我們可以有以下總結(jié)
①判斷一個String對象是否為空值，比如a與b判斷是否為空昼汗，可以使用 str.equals("") 與 str.isEmpty()（內(nèi)部實(shí)際調(diào)用length == 0 ）肴熏。
②判斷一個String對象是否為null（空對象），可以使用 str == null 判斷顷窒，但是無法使用 str.isEmpty( )或 str.equals("") 判斷蛙吏，因為并未被實(shí)例化
③對于包含空格的字符串判斷，str.equals("") 與 str.isEmpty()判斷結(jié)果均為false鞋吉，str.length() 的值為空格個數(shù)
④String c = null 與任何對象進(jìn)行“+”操作鸦做，最后都會變成“null+對象.toString()”
問題4 如何理解String的intern方法？
參考問題：Java 中new String("字面量") 中 "字面量" 是何時進(jìn)入字符串常量池的?
答：編譯期生成的各種字面量和符號引用是運(yùn)行時常量池中比較重要的一部分來源谓着，但并不是全部泼诱。那么還有一種情況，可以在運(yùn)行期像運(yùn)行時常量池中增加常量赊锚，那就是String 的 intern 方法治筒。
intern方法作用：如果常量池中已經(jīng)有了這個字符串屉栓，那么直接返回常量池中它的引用，如果沒有耸袜，那就將它的引用與字符串保存一份到字符串常量池友多，然后直接返回這個引用。
String str3 = new String("Hello");
如上述代碼堤框，在堆內(nèi)存中創(chuàng)建“Hello”的對象域滥，并且“Hello”字符串也在堆內(nèi)存中。之所以運(yùn)行該代碼會產(chǎn)生兩個對象蜈抓，指的是在堆內(nèi)存中有一個“Hello”的一號本體骗绕，字符串常量池里存的是一號本體的地址。new String("Hello")創(chuàng)建在堆中的新對象资昧，這是“Hello”的二號本體酬土，且這個二號本體是不會加到StringTable里去的，要是想加到里去格带，需要使用String的intern方法撤缴，這也就是為什么不推薦使用new創(chuàng)建String實(shí)例。
解釋：什么叫StringTable
StringTable其實(shí)就是個簡單的哈希表,是HotSpot VM里用來實(shí)現(xiàn)字符串駐留功能的全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)叽唱。
如果用Java語法來講屈呕，這個StringTable其實(shí)就是個HashSet<String> ---
它并不保留駐留String對象本身，而是存儲這些被駐留的String對象的引用棺亭。
在遇到String類型常量時虎眨，resolve的過程如果發(fā)現(xiàn)StringTable已經(jīng)有了內(nèi)容匹配的java.lang.String的引用，則直接返回這個引用镶摘，反之嗽桩，如果StringTable里尚未有內(nèi)容匹配的String實(shí)例的引用，則會在Java堆里創(chuàng)建一個對應(yīng)內(nèi)容的String對象凄敢，然后在StringTable記錄下這個引用碌冶，并返回這個引用出去。
根據(jù)intern的作用涝缝，我們來看看下面的代碼（jdk1.8.0_172）
String a = "hello"; //hello對象1
String b = new String("hello").intern(); // hello對象2扑庞，將堆中新建的對象"hello" 存入字符串常量池
System.out.println(a == b); // 輸出 true
在類加載階段，第一句JVM會在堆中創(chuàng)建hello對象1的實(shí)例拒逮，并且引用會在字符串常量池中駐留罐氨。接下來第二句new 會在堆中新開辟一個內(nèi)存空間創(chuàng)建hello對象2，然后再調(diào)用intern()方法滩援，JVM會查找常量池中是否有相同Unicode的字符串常量栅隐，結(jié)果是有，那么就會返回hello對象1的實(shí)例在字符串常量池駐留的引用，因此輸出為true约啊。
再看這個代碼（jdk1.8.0_172）
String s1=new String("he")+new String("llo"); //第一句
String s2=new String("h")+new String("ello");
String s3=s1.intern(); //第三句
String s4=s2.intern(); //第四句
System.out.println(s1==s3); //輸出true
System.out.println(s1==s4); //輸出true
分析：運(yùn)行到第一句時邑遏，會創(chuàng)建“he”與“l(fā)lo”的對象，并且會保存引用到字符串常量池中恰矩，這就是這兩個對象的一號本體记盒。然后new String()創(chuàng)建二號本體，然后在“+”起來外傅，內(nèi)部是通過StringBuilder對象的append方法組合起來纪吮，再通過調(diào)用StringBuilder對象的toString方法得到一個String對象（內(nèi)容是hello，注意這個toString方法會new一個String對象）萎胰，并將它賦值給s1碾盟。注意：并不會把hello的引用放入字符串常量池中。
再看第三句技竟，調(diào)用intern方法后發(fā)現(xiàn)字符串常量池中并沒有對應(yīng)的字符串“hello”冰肴，它會把第一句中的“hello”對象引用保存到字符串常量池，然后返回這個引用榔组，這個引用賦值給s3熙尉，此時s1與s3指向同一個對象
第四句中，調(diào)用intern方法后發(fā)現(xiàn)字符串常量池中有對應(yīng)的字符串“hello”搓扯，直接返回該引用給s4检痰，因此s1與s4指向同一個對象。
問題5 如何理解《深入理解java虛擬機(jī)》第二版中對String.intern()方法的講解中所舉的例子锨推？
String str1 = new StringBuilder("計算機(jī)").append("軟件").toString();
System.out.println(str1.intern() == str1); //輸出 true
String str2 = new StringBuilder("ja").append("va").toString();
System.out.println(str2.intern() == str2); // 輸出 false
答：Java標(biāo)準(zhǔn)庫在JVM啟動過程中加載的部分铅歼，可能里面就有類引用"java"字符串字面量，這個字面量被初次引用的時候就會被intern换可，加入到字符串常量池中去椎椰。具體是在初始化 sun.misc.Version 類時被放進(jìn)字符串常量池StringTable里的
答案摘錄自https://www.zhihu.com/question/51102308/answer/124441115
