Java_9_为何要将_String_的底层实现由_char[]_改成了_byte[]_?

有的时候博客内容会有变动，首发博客是最新的，其他博客地址可能会未同步, 认准https://blog.zysicyj.top

1. 什么是 String 的底层实现？

在 Java 中，String 是一个不可变的字符序列。它是由 char 类型的数组来存储字符数据，并且提供了一系列方法来操作字符串。

2. 为什么需要将 String 的底层实现由 char[]改成了 byte[]？

在 Java 9 之前，String 的底层实现使用的是 char[]数组来存储字符数据。然而，随着 Unicode 编码的普及和多语言环境的需求增加，char 类型无法满足所有情况下的字符表示要求。因此，在 Java
9 中，String 的底层实现被修改为使用 byte[]数组来存储字符数据。

这样做的主要原因有以下几点：

  • 更好的内存利用率 ：由于大部分字符都可以用一个字节表示，使用 byte[] 数组可以更有效地利用内存空间。
  • 支持更广泛的字符集 ：使用 byte[] 数组可以支持更广泛的字符集，包括 UTF-8、UTF-16 等多种编码方式。
  • 更高的性能 ：由于 byte 类型的数据在计算机中的处理速度更快，所以使用 byte[] 数组可以提高字符串的处理性能。

3. String 的底层实现原理

在 Java 9 中，String 的底层实现使用了 Compact Strings 技术。该技术根据字符数据的编码方式选择不同的存储策略：

  • 对于 ASCII 字符（0-127），使用 byte[]数组来存储，每个字节表示一个字符。
  • 对于非 ASCII 字符，使用 byte[]数组来存储 UTF-16 编码的字节序列。

这种底层实现方式既满足了内存利用率和性能的要求，又支持了更广泛的字符集。

4. String 的使用示例

下面是一个使用 String 的示例代码：

1
2
String str = "Hello, World!";
System.out.println(str);

在上述代码中，我们创建了一个字符串对象，并将其赋值为”Hello, World!”。然后通过调用 println 方法打印出该字符串。

5. String 的优点

  • 不可变性：String 对象一旦被创建就不能被修改，这样可以确保字符串的安全性和线程安全性。
  • 字符串池：Java 中的字符串常量都保存在字符串池中，相同的字符串只会在内存中保存一份，减少了内存的开销。
  • 高效的字符串拼接：String 类提供了丰富的字符串操作方法，如 concat、substring 等，方便进行字符串的拼接和处理。

6. String 的缺点

  • 频繁的字符串拼接会产生大量临时对象：由于 String 的不可变性，每次对字符串进行拼接操作都会生成一个新的字符串对象，如果频繁进行拼接操作，会产生大量的临时对象，增加了内存开销。
  • 字符串比较效率低下 ：由于 String 的底层实现是 char[] 或 byte[]数组，每次进行字符串比较时需要逐个字符进行比较，效率相对较低。

7. String 的使用注意事项

  • 尽量避免频繁的字符串拼接操作，可以使用 StringBuilder 或 StringBuffer 来代替。
  • 在循环中尽量避免创建新的 String 对象，可以使用 StringBuilder 或 StringBuffer 来提高性能。
  • 注意字符串的编码方式，确保在不同环境下都能正确处理字符数据。

8. 总结

Java 9 将 String 的底层实现由 char[] 改成了 byte[]
，主要是为了更好地支持多语言环境和 Unicode 编码，并提供更好的内存利用率和性能。这种底层实现方式满足了字符串的不可变性、字符串池以及高效的字符串拼接等优点，但也存在频繁字符串拼接产生临时对象和字符串比较效率低下等缺点。在使用 String 时，需要注意避免频繁的字符串拼接操作，合理选择字符串的编码方式，并考虑使用 StringBuilder 或 StringBuffer 来提高性能。