Java 源码中的 String 怎么通过 char 数组实现底层存储

陌伟大大_9029

陌伟大大_9029

2026-09-14

828人浏览

原创

jdk 8及以前string底层用private final char[] value存储,每个char占2字节(utf-16),数组引用不可重赋值、私有封装且无修改api,共同保障不可变性。

java 源码中的 string 怎么通过 char 数组实现底层存储

Java 中 String 的底层存储在 JDK 8 及以前版本确实是通过 char[] 数组 实现的,这是理解其不可变性和内存行为的关键起点。

char[] 是怎么存字符的

源码中关键字段是:

private final char value[];

这个数组每个元素占 2 字节(Java 使用 UTF-16 编码),无论存英文、数字还是中文,都按一个 char 单元处理。比如:

  • "abc" → 底层是 {'a', 'b', 'c'},长度为 3,占用 6 字节
  • "你好" → 底层是 {'你', '好'},长度也为 2,同样占 4 字节(基本 BMP 字符)

注意:遇到增补字符(如某些 emoji),可能用两个 char(代理对)表示一个 Unicode 码点,但数组长度仍按 char 计,不是按“字符个数”。

Javascript Sdk
Javascript Sdk

用于 inference.sh 的 JavaScript/TypeScript SDK,可运行 AI 应用、构建代理、集成 150+ 模型。包名:@inferencesh/sdk(npm install),完整 TypeScript 支持。

下载

为什么用 final char[] 就能保证不可变

不可变性不是靠“禁止修改字符串内容”的魔法,而是靠三重约束:

  • private:外部类无法直接访问 value 数组
  • final:value 引用本身不可重新赋值(不能指向另一个数组)
  • 无公开修改方法:String 类不提供 setCharAt、append 等会改动 value 的 API

即使你通过反射强行改 value 内容,也属于破坏封装的非标准行为,JVM 不保证结果正确,且 hash 值等缓存会失效。

构造时如何把数据放进 char[]

new String("hello") 为例(JDK 8):

  • 字面量 "hello" 先在常量池生成一个 String 对象,其 value 是共享的 char[]
  • new String(...) 构造器内部会调用 Arrays.copyOf(value, value.length),新建一个独立的 char[] 并拷贝内容
  • 所以两个字符串内容相同,但 == 为 false —— 它们的 value 数组地址不同

这种拷贝机制确保了新对象与原对象彻底隔离,进一步加固不可变语义。

这种设计带来的实际影响

使用 char[] 存储虽简单可靠,但也带来明显代价:

  • 纯 ASCII 字符串(如 HTTP header、日志 ID)浪费 50% 内存:每个字母本只需 1 字节,却占 2 字节
  • 字符串越长,堆内存压力越明显,尤其在高并发文本处理场景
  • 这也是 JDK 9 引入 Compact Strings(改用 byte[] + coder)的根本原因

Java免费学习笔记:立即使用
解锁 Java 大师之旅:从入门到精通的终极指南

相关文章

PHP速学视频免费教程(入门到精通)
PHP速学视频免费教程(入门到精通)

PHP怎么学习?PHP怎么入门?PHP在哪学?PHP怎么学才快?不用担心,这里为大家提供了PHP速学教程(入门到精通),有需要的小伙伴保存下载就能学习啦!

下载

相关标签:

java

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

相关专题

更多
java
java

Java是一个通用术语,用于表示Java软件及其组件,包括“Java运行时环境 (JRE)”、“Java虚拟机 (JVM)”以及“插件”。php中文网还为大家带了Java相关下载资源、相关课程以及相关文章等内容,供大家免费下载使用。

2023.06.15

8657

6

java正则表达式语法
java正则表达式语法

java正则表达式语法是一种模式匹配工具,它非常有用,可以在处理文本和字符串时快速地查找、替换、验证和提取特定的模式和数据。本专题提供java正则表达式语法的相关文章、下载和专题,供大家免费下载体验。

2023.07.05

5862

9

java自学难吗
java自学难吗

Java自学并不难。Java语言相对于其他一些编程语言而言,有着较为简洁和易读的语法,本专题为大家提供java自学难吗相关的文章,大家可以免费体验。

2023.07.31

5292

8

java配置jdk环境变量
java配置jdk环境变量

Java是一种广泛使用的高级编程语言,用于开发各种类型的应用程序。为了能够在计算机上正确运行和编译Java代码,需要正确配置Java Development Kit(JDK)环境变量。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

2023.08.01

964

3

java保留两位小数
java保留两位小数

Java是一种广泛应用于编程领域的高级编程语言。在Java中,保留两位小数是指在进行数值计算或输出时,限制小数部分只有两位有效数字,并将多余的位数进行四舍五入或截取。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

2023.08.02

808

3

java基本数据类型
java基本数据类型

java基本数据类型有:1、byte;2、short;3、int;4、long;5、float;6、double;7、char;8、boolean。本专题为大家提供java基本数据类型的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2023.08.02

1136

5

java有什么用
java有什么用

java可以开发应用程序、移动应用、Web应用、企业级应用、嵌入式系统等方面。本专题为大家提供java有什么用的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2023.08.02

2289

5

java在线网站
java在线网站

Java在线网站是指提供Java编程学习、实践和交流平台的网络服务。近年来,随着Java语言在软件开发领域的广泛应用,越来越多的人对Java编程感兴趣,并希望能够通过在线网站来学习和提高自己的Java编程技能。php中文网给大家带来了相关的视频、教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读和下载。

2023.08.03

19631

3

配置java环境变量
配置java环境变量

配置Java环境变量是为了让操作系统能够识别和使用Java的相关命令和功能。本专题为大家提供配置java环境变量相关文章,帮助大家解决问题。

2023.08.03

1055

8

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
dev.java 官方:Learn Java
dev.java 官方:Learn Java

共0课时 | 0人学习

Java JDBC数据库连接官方教程
Java JDBC数据库连接官方教程

共0课时 | 0人学习