Java Stringソースの浅い分析JDK 1.7

9731 ワード

java ソース String

コードから言えば、

public void stringTest(){
    String a = "a"+"b"+1;
    String b = "ab1";
    System.out.println(a == b);
}

結果はどうだ?もしあなたの結論がtrueなら.コードをもう1つください.

public void stringTest(){
    String a = new String("ab1");
    String b = "ab1";
    System.out.println(a == b);
}

結果はどうでしたか.正解はfalseです.
コンパイラでコンパイルされたコードを見てみましょう

//     
public void stringTest() {
    String a = "ab1";
    String b = "ab1";
    System.out.println(a == b);
}
//     
public void stringTest() {
    String a1 = new String("ab1");
    String b = "ab1";
    System.out.println(a1 == b);
}

すなわち、第1セグメントのコードは、コンパイラが「a」+「b」+1と「ab 1」の効果が同じであり、いずれも変数なしで構成されていることを発見したため、コンパイル期間の最適化を経た.しかし、なぜメモリアドレスが同じなのでしょうか.興味があれば、Stringクラスの重要なソースを見てみましょう.
Stringクラス
Stringクラスはfinalによって修飾され、つまりStringオブジェクトは不可変数であり、コンカレントプログラムは不可変数が最も好きである.StringクラスはSerializable,Comparable,CharSequenceインタフェースを実現した.
ComparableインタフェースにはcompareTo(String s)メソッド,CharSequenceインタフェースにはlength(),charAt(int index),subSequence(int start,int end)メソッドがある.
二String属性
Stringクラスには、文字列を格納するために可変char配列が含まれ、計算後のハッシュ値を格納するためにint型の変数hashが使用されます.

/** The value is used for character storage. */
private final char value[];
 
/** Cache the hash code for the string */
private int hash; // Default to 0
 
/** use serialVersionUID from JDK 1.0.2 for interoperability */
private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;

トリプルStringコンストラクタ

//         ，      ，  value     
public String() {
    this.value = new char[0];
}
 
//   String  
public String(String original) {
    this.value = original.value;
    this.hash = original.hash;
}
 
//   char  ，  java.utils   Arrays   
public String(char value[]) {
    this.value = Arrays.copyOf(value, value.length);
}
 
// bytes    offset    ，    length   ， charsetName    ，   value
public String(byte bytes[], int offset, int length, String charsetName)
        throws UnsupportedEncodingException {
    if (charsetName == null)
        throw new NullPointerException("charsetName");
    checkBounds(bytes, offset, length);
    this.value = StringCoding.decode(charsetName, bytes, offset, length);
}
 
//  public String(byte bytes[], int offset, int length, String charsetName)    
public String(byte bytes[], String charsetName)
        throws UnsupportedEncodingException {
    this(bytes, 0, bytes.length, charsetName);
}

さんString常用方法
boolean equals(Object anObject)

public boolean equals(Object anObject) {
    //           ，   
    if (this == anObject) {
        return true;
    }
    //    String     ，   
    if (anObject instanceof String) {
        String anotherString = (String) anObject;
        int n = value.length;
        //  char       ，   
        if (n == anotherString.value.length) {
            char v1[] = value;
            char v2[] = anotherString.value;
            int i = 0;
            //          ，      ，   
            while (n-- != 0) {
                if (v1[i] != v2[i])
                        return false;
                i++;
            }
            //       ，   
            return true;
        }
    }
    return false;
}

equalsメソッドは、2つのオブジェクトが実際の意味で等しいかどうかを判断するためによく使用されます.Stringオブジェクト判断ルール:
メモリアドレスが同じ場合は真です.
オブジェクトタイプがStringタイプでない場合は偽です.そうでなければ判断を続ける.
オブジェクトの長さが等しくない場合は、偽です.そうでなければ判断を続ける.
後から前へ,Stringクラスにおけるchar配列valueの単一文字が等しいか否かを判断し,等しくない場合は偽とする.最初の数まで等しい場合は、真を返します.
このことから,2つの超長文字列を比較するのに非常に時間がかかることが分かる.
int compareTo(String anotherString)

public int compareTo(String anotherString) {
    //         len1
    int len1 = value.length;
    //          len2
    int len2 = anotherString.value.length;
    //            lim
    int lim = Math.min(len1, len2);
    char v1[] = value;
    char v2[] = anotherString.value;
 
    int k = 0;
    // value             lim   ，       ，    （        -          ）
    while (k < lim) {
        char c1 = v1[k];
        char c2 = v2[k];
        if (c1 != c2) {
            return c1 - c2;
        }
        k++;
    }
    //       ，   （    -       ）
    return len1 - len2;
}

この方法は巧みに書かれており、まず0から文字の大きさを判断します.2つのオブジェクトが文字を比較できる箇所が比較済みで等しい場合は,直接自身の長さを返して被比較オブジェクトの長さを減算し,2つの文字列の長さが等しい場合は0を返し,3つの場合を巧みに判断した.
int hashCode()

public int hashCode() {
    int h = hash;
    //  hash      ，        ，   hashCode  
    if (h == 0 && value.length > 0) {
        char val[] = value;
 
        //    
        //s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1]
        for (int i = 0; i < value.length; i++) {
            h = 31 * h + val[i];
        }
        //hash  
        hash = h;
    }
    return h;
}

StringクラスはhashCodeメソッドを書き換え、ObjectのhashCodeメソッドはNative呼び出しです.Stringクラスのhashは多項式で計算され、同じhashを異なる文字列で完全に得ることができるので、2つのStringオブジェクトのhashCodeは同じであり、2つのStringが同じであることを意味しません.
boolean startsWith(String prefix,int toffset)

public boolean startsWith(String prefix, int toffset) {
    char ta[] = value;
    int to = toffset;
    char pa[] = prefix.value;
    int po = 0;
    int pc = prefix.value.length;
    // Note: toffset might be near -1>>>1.
    //        0  （    +       ）        ，   
    if ((toffset < 0) || (toffset > value.length - pc)) {
        return false;
    }
    //             
    while (--pc >= 0) {
        if (ta[to++] != pa[po++]) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}
 
public boolean startsWith(String prefix) {
    return startsWith(prefix, 0);
}
 
public boolean endsWith(String suffix) {
    return startsWith(suffix, value.length - suffix.value.length);
}

開始比較と終了比較は、文字列がhttpプロトコルであるか否かを判断したり、ファイルがmp 3ファイルであるか否かを初歩的に判断したりするなど、比較によく用いられる方法である.
String concat(String str)

public String concat(String str) {
    int otherLen = str.length();
    //           ，      
    if (otherLen == 0) {
        return this;
    }
    int len = value.length;
    char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);
    str.getChars(buf, len);
    return new String(buf, true);
}

concatメソッドもよく使われるメソッドの1つで、追加された文字列が空であるかどうかを判断して、新しいオブジェクトを作成するかどうかを決定します.
String replace(char oldChar,char newChar)

public String replace(char oldChar, char newChar) {
    //      
    if (oldChar != newChar) {
        int len = value.length;
        int i = -1;
        char[] val = value; /* avoid getfield opcode */
 
        //            
        while (++i < len) {
            if (val[i] == oldChar) {
                break;
            }
        }
        //       ，    ，          
        if (i < len) {
            char buf[] = new char[len];
            for (int j = 0; j < i; j++) {
                buf[j] = val[j];
            }
            while (i < len) {
                char c = val[i];
                buf[i] = (c == oldChar) ? newChar : c;
                i++;
            }
            return new String(buf, true);
        }
    }
    return this;
}

この方法には,たとえば最初に古い値が現れる位置を見つけて,比較の時間を節約するなど,巧みな点もある.replace(String oldStr,String newStr)法は正規表現で判断する.
String trim()

public String trim() {
    int len = value.length;
    int st = 0;
    char[] val = value;    /* avoid getfield opcode */
 
    //              
    while ((st < len) && (val[st] <= ' ')) {
        st++;
    }
    //              
    while ((st < len) && (val[len - 1] <= ' ')) {
        len--;
    }
    //           ，       
    return ((st > 0) || (len < value.length)) ? substring(st, len) : this;
}

trimメソッドでも6の飛び立ち
String intern()

public native String intern();

internメソッドはNative呼び出しであり、メソッド領域の定数プールでequalsメソッドを使用して等値のオブジェクトを探し、見つからない場合は定数プールにスペース格納文字列を開き、対応するStringの参照を返します.そうしないと、定数プールにすでに存在するStringオブジェクトの参照を直接返します.
引用文の2番目のセグメントコード
?

//String a = new String("ab1");
//  
String a = new String("ab1").intern();

は、aが指すアドレスが定数プールから来ているため、bが指す文字列定数はデフォルトでこの方法を呼び出すので、aとbは同じアドレス空間を指している.
int hash32()

private transient int hash32 = 0;
int hash32() {
    int h = hash32;
    if (0 == h) {
       // harmless data race on hash32 here.
       h = sun.misc.Hashing.murmur3_32(HASHING_SEED, value, 0, value.length);
 
       // ensure result is not zero to avoid recalcing
       h = (0 != h) ? h : 1;
 
       hash32 = h;
    }
 
    return h;
}

JDK 1.7では,Hash相関集合クラスがStringクラスをkeyとする場合,hashCode方式でデータを離散させるのではなくhash 32方式を採用する.この方法は,デフォルトではシステム現在時刻,Stringクラスアドレス,Systemクラスアドレスなどを因子としてhashシードを計算し,hashシードを介してhashを経て32ビットのint型数値を得る.

public int length() {
    return value.length;
}
public String toString() {
    return this;
}
public boolean isEmpty() {
    return value.length == 0;
}
public char charAt(int index) {
    if ((index < 0) || (index >= value.length)) {
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
    }
    return value[index];
}

以上は簡単な一般的な方法です.
まとめ
Stringオブジェクトは可変タイプであり、戻りタイプがStringのStringメソッドは、いくつかのメソッドの特定の条件を除いて、毎回新しいStringオブジェクトを返します.
Stringオブジェクトの3つの比較方法:
==メモリ比較:2つの参照が指すメモリ値を直接比較し、正確で簡潔で直接明らかにします.
equals文字列値比較:2つの参照が指すオブジェクトのフォント値が等しいかどうかを比較します.
hashCode文字列数値化比較:文字列を数値化します.2つの参照のhashCodeは同じで、メモリが同じであることは保証されず、フォント値が同じであることは保証されません.

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