[性能优化]-03java编程-字符串优化

高效的使用字符串，可以提升系统的整体性能。
从以下方面入手学习：String对象的实现、特性、实际使用中的优化

面试题：以3种方式创建对象，两两比较是否相等
	
	
一、实现方式
	
1、java6及之前版本
	成员变量：4个，char[]数组、offset偏移量、count字符数量、hash哈希值
	优点，通过offer + count 定位 char[]数组。高效、快速共享数组对象、节约内存
	缺点，可能导致内存泄漏
2、java7、java8
	成员变量：2个，char[]数组、hash哈希值
	优点，1、减少2个变量，占用内存减少。2、String.substring()不共享char[]数组，避免该方法导致的内存泄漏
	解决，jdk6及之前版本中，内存泄漏的问题
3、java9及之后版本
	成员变量：3个，byte[]数组、hash哈希值、coder编码格式
		coder用于判断字符串长度，如length/indexOf()。coder=0(Latin-1 单字节编码)/1(utf-16)
	解决，jdk8及之前版本中内存空间浪费问题。char占2个字节/16位，若存储1个字节的数据很浪费。jdk9采用1个字节/8位byte数组存放，节约内存空间。
	

二、特性，不可变
String对象的不可变性（一旦创建成功，则不能改变），表现如下：
	1、final class String ，final修饰类 表示类不可被继承
	2、private final char value[]，final+private 表示 对象不能更改
这样做的好处？
	1、安全，防止恶意修改
	2、hash属性值不变，保证唯一性，因此HashMap才能实现key-value的缓存功能
	3、实现字符串常量池，节约内存
		String str="abc"。
			创建字符串对象时，jvm判断字符串常量中包含该对象吗？包含，则返回该对象引用；不包含，则在字符串常量池中创建该对象，并返回对象引用。防止重复创建，节约内存。
		String str= new String("abc") 
			编译类文件时，“abc”常量字符串被放入常量结构
			类加载时，常量池中创建“abc”
			调用new时，jvm命令调用String的构造函数，同时引用常量池中的“abc”字符串-->
			在堆内存中创建String对象-->str将引用String对象
经典反例
	问题，先 String str="hello"; 后 str="world" 为啥值改变了呢？
	答案
		== 比较两对象是否相等；equals 比较两对象值是否相等
		“hello”“world”是内存中的一块内存地址，是对象本身；而str 是指向该内存地址的引用，是对象引用
		 str="hello"，创建“hello”对象，str引用指向“hello”地址；
		 str=”world“，创建“world”对象，str引用指向“world”地址

三、优化
1、字符串构建，构建超大字符串
	字符串常量拼接，会被编译器自动优化
		
		理论分析，这段代码是低效的，会生成ab、abcd、abcdef三个对象。
		实际运行发现，编译器自动优化为 String str="abcdef"。
	字符串变量拼接
		
		
		
		编译器把1000次的+，优化为 1000次new StringBuilder，降低系统性能！推荐显示使用StringBuilder。
		并发环境中，可使用StringBuffer线程安全，但涉及到锁竞争，所以性能比StringBuilder差一些。
2、对象存储，intern节省内存
Twitter发布消息状态时，需要32G内存存储地址信息，初步优化降低为20G，二次优化降低为几百M。
	原版
		
	初次优化，抽象公共字段（国家、省份、城市）
		
	二次优化，赋值使用intern方法，通过常量池使用重复的地址信息
		
	
intern介绍
	intern原理解析
		字符串常量中，常量池中创建对象
		字符串变量中，堆内存中创建对象、常量池中创建字符串对象。引用赋值到堆内存对象中，并返回堆内存对象的引用。
		如果调用intern方法，会查看字符串常量池中是否包含该字符串，若包含，则直接返回常量池中字符串的引用；若不包含，则在常量池中新增该对象，后返回引用。由于堆内存中原有的对象 没有引用指向它，将会通过垃圾回收器回收。
	String a = new String("abc").intern() 解析
		
		
		在一开始创建a变量时，会在堆内存中创建一个对象，同时会在加载类时，在常量池中创建一个 字符串对象，在调用intern方法之后，会去常量池中查找是否有等于该字符串的对象，有就返回 引用。
		在创建b字符串变量时，也会在堆中创建一个对象，此时常量池中有该字符串对象，就不再创 建。调用intern方法则会去常量池中判断是否有等于该字符串的对象，发现有等于"abc"字符串的 对象，就直接返回引用。而在堆内存中的对象，由于没有引用指向它，将会被垃圾回收。所以a 和b引用的是同一个对象。
		
	一张图总结String字符串的创建分配内存地址的情况
		
	注意事项！常量池中不宜放太多数据
		结合实际场景。常量池的实现类似于HashTable的实现方式，存储数据越多，遍历的时间复杂度会增加。
	
3、字符串分割
谨慎使用split()，建议使用 indexOf()替代。
split()使用正则表达式实现分割功能，因此性能非常不稳定，使用不当会引发“回溯”问题，导致cpu高居不下。

总结，
	高效的使用字符串，可以提升系统的整体性能。
	java版本迭代中通过修改String成员变量，避免内存泄漏问题，节约内存
	String对象的不可变性，实现了字符串常量池，复用重复的字符串对象，节约内存。应用中，借用intern特性，避免创建重复对象，进而节约内存。
	
	
千里之堤，溃于蚁穴。日常编码，更要谨小慎微。