JVM記憶體分配及String常用方法

阿新 • • 發佈：2019-09-03

一，JVM記憶體分配和常量池

在介紹String類之前，先來簡單分析一下在JVM中，對記憶體的使用是如何進行分配的。如下圖所示(注意：在jdk1.8之後便沒有方法區了)：

如上JVＭ將記憶體分為多個不同的區域，這些區域都有各自的用途、建立和銷燬的時間，有些區域隨虛擬機器程序的啟動而存在，有些區域則是依賴使用者執行緒的啟動和結束來建立和銷燬。

區域名稱的說明：

1.1，方法區:

屬於資料共享記憶體區域，儲存已被虛擬機器載入的類資訊、常量、靜態變數、即時編譯器編譯後的程式碼等資料。

1.2，虛擬機器棧

虛擬機器棧就是我們通常說的棧，是Java執行方法的記憶體模型，每當執行一次方法時，都會建立一個棧幀。把棧幀壓入棧，當Java方法呼叫時返回正常的結果或者捕獲異常時，棧幀出棧。

棧幀：棧幀儲存方法的相關資訊，包含區域性變數數表、返回值、運算元棧、動態連結。

1.3，本地方法棧

從功能上來說與虛擬機器棧類似，但是虛擬機器棧執行的是位元組碼，而本地方法棧呼叫的是Native方法，並且它是執行緒獨享的。

1.4，程式計數器

程式計數器是執行緒獨享的，它是記錄當前執行緒執行的位元組碼行號。在多執行緒執行時，CPU會來回線上程之間進行切換，那麼當再次回到一條執行緒時，是如何得知執行緒的儲存單元及執行指令。而程式計數器便會進行儲存下一條儲存單元的地址，執行完畢後程序計數器自動加 1 ，以此迴圈直到程式結束為止。

1.5，堆

說到堆這個概念想必都不陌生，它是記憶體中的重要角色。它主要是用來儲存被創建出來的物件，通過關鍵字new例項出來的，是所有執行緒共享的一塊最大的區域。

==特別注意：在JDK1.7及以後，常量池移動到堆記憶體中。==

堆還包括一個==常量池==，用來儲存編譯期間生成的==字面量和符號==引用。這部分內容在類被載入後，都會儲存到方法區中。同時，執行時產生的新常量也可以被放入常量池中，比如 String 類中的 intern() 方法產生的常量。

常量池就是這個型別用到的常量的一個有序集合。包括直接常量(基本型別，String)和對其他型別、方法、欄位的符號引用。

二，常量池

2.1，什麼是常量：

常量是指被final修飾的變數，值一旦確定就無法改變。

final可以修飾靜態變數、方法、例項變數和區域性變數。

常量池分為兩種形式：靜態常量池和執行時常量池

2.2，靜態常量池

即*.class檔案中的常量池，class檔案中的常量池不僅僅包含字串(數字)字面量，還包含類、方法的資訊，佔用class檔案絕大部分空間。這種常量池用於存放字面量和符號引用量。

2.3，執行時常量池

指JVM虛擬機器在完成類裝載操作後，將class檔案中的常量池載入到記憶體中，並儲存在方法區中，我們常說的常量池，就是指方法區中的執行時常量池。同樣執行時常量池一個重要的特徵就是具有動態性，指並不需要常量只有在編譯期才會產生，在執行期也會將新的常量儲存到常量池中，如String類中的intern()方法。

三，== 和equals

3.1，兩者之間區邊

==：

對於基本型別來說：==表示數值的比較

對於引用型別來說：==表示地址值的比較

equals：

比較的是兩者之間值是否相等，但是Java中的類都是直接或者間接繼承Object類，而equals不也例外。其實在equals原始碼中也是使用==進行比較的，如下原始碼：

        ![](https://img2018.cnblogs.com/blog/1655301/201909/1655301-20190902223856542-1095893842.png)

那麼問題來了，這和==又有什麼區別呢？

上面說到equals也是繼承自java.lang.Object，因此可以對equals進行重寫來定義我們自己的比較方式。

請參看以下程式碼：

        String str1 = "abc";
        String str2 = "abc";

        char[] strArray = {'a','b','c'};
        String str3 = new String(strArray);

        String str4 = "abc";

        System.out.println(str1 == str2);   
        System.out.println(str1 == str3);   
        System.out.println(str2 == str3);   
        System.out.println(str4.equals(str1));

以上執行結果為：

true
false
false
true

接下來我們依次分析上面的結果：

1，str1與str2比較的是字串物件地址，因為它們的值是相同的，所以地址值也是相同的。

2，str3是new出來的示例物件，在堆記憶體中會開闢一塊新的記憶體地址，它並不在常量池中。所以返回結果為false。

3，同理str2與str3比較也是一樣的結果。

4，equals比較的是值是否相同，所以返回的結果為true。

如圖所示：

四，String常用方法

首先宣告字串：

 String str1 = "abc";

4.1，int length()

 int length = str1.length();
 System.out.println(length);

4.2，char charAt(值)

String str= "abc";
char c = str.charAt(1);  
System.out.println(c);

4.3，char toCharArray()

String str= "abc"；
char c[] = str.toCharArray();  
for (int i = 0; i < c.length; i++) {
      System.out.println("轉為陣列輸出:" + c[i]);
}

4.4，int indexOf("字元")； int lastIndexOf("字元")

String str="axcdefgabc";
int a1 = str.indexOf("a"); 
int a2 = str.indexOf("x",  2);
int a3 = str.lastIndexOf("c"); 
System.out.println("你的位置為:" + a1); 
System.out.println("為的位置為:" + a2);
System.out.println("點最後出現的位置為:" + a3);

4.5，字串大小寫轉換

toUpperCase()；轉換成大寫
toLowerCase()；轉換成小寫

String str = "hello world";
String str1 = "HELLO WORD";
System.out.println("將字串轉大寫為：" + str.toUpperCase());
System.out.println("將字串轉換成小寫為：" + str1.toLowerCase());

4.6，String[] split("字元")

String str = "abc,def,123";
String[] arr1 = str.split(",");

4.7，boolean equals(Object anObject)

 String str = "abc";
 String str1= "123";  
 if(str.equals(str1)) {  
      System.out.println("相等"); 
 }  
 else{
      System.out.println("不相等");  
 }

4.8，String trim()

String str = "       abc         ";  
System.out.println("去掉左右空格後:" + str.trim());

4.9，字串替換

String replace(char oldChar,char newChar)
String replaceAll(String,String)將某個內容全部替換成指定內容
String repalceFirst(String,String)將第一次出現的某個內容替換成指定的內容

String str = "abcdefgabdc";  
System.out.println("替換:" + str.replace("abc", "123")); 
System.out.println("替換全部:" + str.replaceAll("ab", "12")); 
System.out.println("替換第一次出現:" + str.repalceFirst("a", "a"));

4.10，String substring(int beginIndex,int endIndex)

 String str = "abcdefg";  
 // 擷取0-3個位置的內容, 不含3 
 System.out.println("擷取後的字元為：" + str.substring(0, 3));
 // 從第3個位置開始擷取, 含2
 System.out.println("擷取後字元為：" + str.substring(2));

4.11，boolean equalsIgnoreCase(String)

String str = "ABC";
String str1 = "abc";
if(str.equalsIgnoreCase(str1)){
       System.out.println("相等");
}
else{
       System.out.println("不相等");
}

4.12，boolean contains(String)

String str = "ABCDEF";
String str1 = "ABC";
if(str.contains(str1)){
       System.out.println("str內容中包含ABC");
}
else{
       System.out.println("str內容中不包含ABC");
}

五，總結

1，對於JVM記憶體的分配，在jdk6中存在方法區，jdk8中便沒有方法區，改成元區域。

2，jdk6中常量池存在方法區中，jdk7以後常量池移動到堆中。

本篇部落格只是簡單介紹了JVM記憶體分配和常量池的概念，仍有很多更深入的原理沒有記錄。因此在後期會繼續更新關於JVM相關的原理知識，以上部落格中如有不適之處還請留言（郵箱）指教。

感謝閱讀！