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三张图彻底了解JDK 6和JDK 7中substring的原理及区别

该文章是图说Java系列文章中的一篇


substring(int beginIndex, int endIndex)方法在jdk 6和jdk 7中的实现是不同的。了解他们的区别可以帮助你更好的使用他。为简单起见,后文中用substring()代表substring(int beginIndex, int endIndex)方法。

substring() 的作用

substring(int beginIndex, int endIndex)方法截取字符串并返回其[beginIndex,endIndex-1]范围内的内容。

String x = "abcdef";
x = x.substring(1,3);
System.out.println(x);

输出内容:

bc

调用substring()时发生了什么?

你可能知道,因为x是不可变的,当使用x.substring(1,3)对x赋值的时候,它会指向一个全新的字符串:

string-immutability1

然而,这个图不是完全正确的表示堆中发生的事情。因为在jdk6 和 jdk7中调用substring时发生的事情并不一样。

JDK 6中的substring

String是通过字符数组实现的。在jdk 6 中,String类包含三个成员变量:char value[]int offsetint count。他们分别用来存储真正的字符数组,数组的第一个位置索引以及字符串中包含的字符个数。

当调用substring方法的时候,会创建一个新的string对象,但是这个string的值仍然指向堆中的同一个字符数组。这两个对象中只有count和offset 的值是不同的。

string-substring-jdk6

下面是证明上说观点的Java源码中的关键代码:

//JDK 6
String(int offset, int count, char value[]) {
    this.value = value;
    this.offset = offset;
    this.count = count;
}

public String substring(int beginIndex, int endIndex) {
    //check boundary
    return  new String(offset + beginIndex, endIndex - beginIndex, value);
}

JDK 6中的substring导致的问题

如果你有一个很长很长的字符串,但是当你使用substring进行切割的时候你只需要很短的一段。这可能导致性能问题,因为你需要的只是一小段字符序列,但是你却引用了整个字符串(因为这个非常长的字符数组一直在被引用,所以无法被回收,就可能导致内存泄露)。在JDK 6中,一般用以下方式来解决该问题,原理其实就是生成一个新的字符串并引用他。

x = x.substring(x, y) + ""

JDK 7 中的substring

上面提到的问题,在jdk 7中得到解决。在jdk 7 中,substring方法会在堆内存中创建一个新的数组。

string-substring-jdk7

Java源码中关于这部分的主要代码如下:

//JDK 7
public String(char value[], int offset, int count) {
    //check boundary
    this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset + count);
}

public String substring(int beginIndex, int endIndex) {
    //check boundary
    int subLen = endIndex - beginIndex;
    return new String(value, beginIndex, subLen);
}
(全文完)
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