String、StringBuffer、StringBuilder

String

 final class

• • 所有属性也都是 final 的
  • 原生的保证了基础线程安全
    • 因为无法对它内部数据进行任何修改

典型的 Immutable 类

• • 所以拼接、裁剪字符串等动作，都会产生新的 String 对象
    • 对应用性能有明显影响
    • 操作不当可能会产生大量临时字符串 

StringBuffer

可修改字符序列

• • StringBuffer 和 StringBuilder 底层都是利用可修改的（char，JDK 9 以后是 byte）数组
  • 继承了 AbstractStringBuilder

把各种修改数据的方法都加上 synchronized 关键字

• • 线程安全
    • 也随之带来了额外的性能开销
  • 简单粗暴

StringBuilder

可修改字符序列

• • 在能力上和 StringBuffer 基本相同
  • 继承了 AbstractStringBuilder

Java 1.5 中新增

• • 是绝大部分情况下进行字符串拼接的首选

线程不安全

• • 有效减小了开销

内部数组

内部数组的大小应该如何决定呢？

目前的实现

• • 构建时初始字符串长度加 16
    • 如果构建对象时没有输入最初的字符串
      • 初始值就是 16
    • 可以在创建时，主动指定合适的大小
  • 扩容会产生多重开销
    • 要抛弃原有数组，创建新的数组，还要进行 arraycopy

String的演化

在历史版本中，使用 char 数组保存数据

• • 非常直接
  • Java 中的 char 是两个 bytes 大小
    • 但拉丁语系语言的字符不需要太宽的 char
    • 这样无区别的实现就产生了一定的浪费

Compact Strings 

• • 将数据存储方式从 char 数组改变为一个 byte 数组加上一个标识编码的所谓 coder，并且将相关字符串操作类都进行了修改
  • 紧凑字符串
    • 更小的内存占用、更快的操作速度
  • 所有相关的 Intrinsic 之类也都进行了重写
    • 保证没有任何性能损失。
  • 这个特性对于绝大部分应用来说是透明的
    • 因为虽然底层实现发生了改变，但 Java 字符串的行为并没有大的变化，
    • 绝大部分情况不需要修改已有代码

字符串缓存

intern 机制

Intern 是一种显式地排重机制

• • Java的intern机制是指在运行时，如果一个字符串常量（即用双引号括起来的字符串字面量）已经存在于字符串池中，那么在创建新的该字符串常量时，会返回已存在的字符串常量的引用，而不是新创建一个对象。

 intern() 方法

• • 作用是提示 JVM 把相应字符串缓存起来，以备重复使用。
  • String 在 Java 6 以后提供
  • 创建字符串对象并调用 intern() 方法时
    • 如果字符串常量池中已经有缓存的字符串
      • 返回缓存里的实例
    • 如果没有
      • 将此String对象添加到池中缓存起来

早期的版本保存在 PermGen中

• •  PermGen也就是“永久代”
  • 这个空间是很有限的
  • 基本不会被 FullGC 之外的垃圾收集照顾到
  • 所以，如果使用不当，OOM 就会光顾。

后续版本中保存在堆中

• • 避免永久代占满的问题
    • 永久代在 JDK 8 中被 MetaSpace（元数据区）替代
  • 默认缓存大小也在不断地扩大中
    • -XX:+PrintStringTableStatistics
      • 查看默认缓存
    • -XX:StringTableSize=N
      • 调整默认缓存

G1 GC 下的字符串排重

在 Oracle JDK 8u20 之后，推出了这个新的特性

将相同数据的字符串指向同一份数据

• •  JVM 底层的改变，因此不需要修改 Java 类库

目前是默认关闭的

• • -XX:+UseStringDeduplication
    • 开启G1 GC 下的字符串排重功能

Intrinsic 机制

JVM 的底层优化机制

运行的往往就是特殊优化的本地代码，而不是 Java 代码生成的字节码

一种利用 native 方式 hard-coded 的逻辑

-XX:+PrintCompilation -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+PrintInlining

• • 查看 intrinsic 发生的状态