金九银十，收下这份 Java String 面试题
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前言
过去两年，我们在掘金平台上发布 专栏文章，小彭也受到了大家的意见和鼓励。最近，小彭会陆续搬运到公众号上。
在每种编程语言里，字符串都是一个躲不开的话题，也是面试常常出现的问题。在这篇文章里，我将总结Java 字符串中重要的知识点 & 面试题，如果能帮上忙，请务必点赞加关注，这真的对我非常重要。
学习路线图：
1. C 和 Java 中字符串和字符数组的对比 1.1 内存表示不同
java.lang.
public final class String {private final char value[];private int hash;...
}
1.2 char 类型的数据长度 语言类型存储空间（字节）最小值最大值
Java
char
65535
char（相当于 char）
-128
127
char
-128
127
char
255
2. 为什么 Java 9 内部将 char 数组改为 byte 数组？
Java 的内存表示本质上是基于UTF-16 BE编码的字符数组。UTF-16 是 2 个字节或 4 个字节的变长编码，这意味着即使是 字符集的拉丁字母，使用 ASCII 编码只需要一个字节，但是在 中需要两个字节的存储空间。
为了优化存储空间，从 Java 9 开始， 内部将 char 数组改为 byte 数组， 会判断字符串中是否只包含拉丁字母。如果是的话则采用单字节编码（Latin-1），否则使用 UTF-16 编码。
.java (since Java 9)
private final byte coder;
static final boolean COMPACT_STRINGS;
static {COMPACT_STRINGS = true;
}
byte coder() {return COMPACT_STRINGS ? coder : UTF16;
}
@Native static final byte LATIN1 = 0;
@Native static final byte UTF16 = 1;
不同编码实现的简单区别如下：
编码格式编码单元长度BOM字节序
UTF-8-无BOM
1 ~ 4 字节
无
大端序
UTF-8
1 ~ 4 字节
EF BB BF
大端序
UTF-16-无BOM
2 / 4 字节
无
大端序
UTF-16BE（默认）
2 / 4 字节
FE FF
大端序
UTF-16LE
2 / 4 字节
FF FE
小端序
UTF-32-无BOM
4 字节
无
大端序
UTF-32BE（默认）
4 字节
00 00 FE FF
大端序
UTF-32LE
4 字节
FF EE 00 00
小端序
关于字符编码的更多内容，见：计算机基础：今天一次把 和 UTF-8 说清楚
3. & & 的区别 3.1 效率
是不可变的，每次操作都会创建新的变量，而另外两个是可变的，不需要创建新的变量；另外， 的每个操作方法都使用 关键字保证线程安全，增加了更多加锁 & 释放锁的时间。因此，操作效率的简单排序为： > > 。
3.2线程安全
不可变，所以 和 都是线程安全的，而 是非线程安全的。
类型操作效率线程安全
低
安全（final）
中
安全（）
高
非安全
4. 为什么 设计为不可变类？ 4.1如何让 不可变？
《 Java》中可变性最小化原则，阐述了不可变类的规则：
以上规则 均满足。
4.2 为什么 要设计为不可变？
提示：反射可以破坏 的不可变性。
5. + 的实现原理
+操作符是编译器语法糖，编译后会被替换为#(...)语句，例如：
示例程序
// 源码：String string = null;
for (String str : strings) {string += str;
}
return string;// 编译产物：String string = null;
for(String str : strings) {StringBuilder builder = new StringBuilder();builder.append(string);builder.append(str);string = builder.toString();
}// 字节码：0 aconst_null1 astore_12 aload_03 astore_24 aload_25 arraylength6 istore_37 iconst_08 istore 4
10 iload 4
12 iload_3
13 if_icmpge 48 (+35)
16 aload_2
17 iload 4
19 aaload
20 astore 5
22 new #7
25 dup
26 invokespecial #8 >
29 aload_1
30 invokevirtual #9
33 aload 5
35 invokevirtual #9
38 invokevirtual #10
41 astore_1
42 iinc 4 by 1
45 goto 10 (-35)
48 aload_1
49 areturn
可以看到，如果在循环里直接使用字符串+，会生成非常多中间变量，性能非常差。应该在循环外新建一个，在循环内统一操作这个对象。
6. 对象的内存分配 6.1"abc" 与 new ("abc") 的区别 6.#() 的实现原理
如果字符串常量池中已经包含一个等于此 对象的字符串，则返回常量池中的这个字符串；否则，先将此 对象包含的字符串拷贝到常量池中，在常量池中的这个字符串。
从 JDK 1.7 开始，#()不再拷贝字符串到常量池中，而是在常量池中生成一个对原 对象的引用，并返回。
// 举例：
String s = new String("1");
s.intern();
String s2 = "1";
System.out.println(s == s2);String s3 = new String("1") + new String("1");
s3.intern();
String s4 = "11";
System.out.println(s3 == s4);// 输出结果为：
JDK1.6以及以下：false false
JDK1.7以及以上：false true
7. 为什么 #() 要使用 31 作为因子？
public int hashCode() {int h = hash;if (h == 0 && value.length > 0) {char val[] = value;for (int i = 0; i < value.length; i++) {h = 31 * h + val[i];}hash = h;}return h;
} 
