透彻学习 JDK:String 相等与常量池

String 看起来一样,引用却可能不同。

edyang · 2013-03-05

String 看起来一样,引用却可能不同。判断业务文本相等时,需要先分清值相等与对象身份。

本文使用JDK 7,示例为方法体或类定义片段。源码学习需要区分语言规则、公共接口约定与某个版本的实现。本文把讨论范围固定在 Java 7,不把后续版本的集合结构或语法写进来。

1. 从现象推到机制

字符串字面量可进入常量池,new 创建的对象并不因此与字面量有相同引用。equals 比较字符内容,== 比较引用。不可变对象方便共享,不表示每个相同内容都只有一份实例。

透彻学习 JDK:String 相等与常量池的处理、反馈与观察关系

图中的四个节点分别表示文本输入、对象引用、内容比较、业务规则。顺着实线检查输入如何变成输出,再沿虚线核对反馈条件。图示表达的是本文讨论的关系,不是实测曲线或现场截图。

2. 最小实现与输入条件

把字面量、显式构造和运行期拼接放在同一个方法里,逐一输出 equals 与 ==,不要根据调试器显示的文本猜测对象身份。

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String a = "tea";
String b = new String("tea");
System.out.println(a == b);
System.out.println(a.equals(b));

将片段放入独立的小工程,补齐 imports(导入声明)和调用入口。观察返回值、异常类型及对象状态;并发实验需要重复交错,单次没有出错不能证明线程安全。

3. 用对照区分原因

下表列出需要主动改变的条件。预期行为来自机制分析,复现时还需记录运行环境和原始输出,不能将预期当作已经测得的结果。

改变的条件 需要验证的行为
显式创建相同文本 引用比较为假而内容比较为真
调用 intern 后比较 返回的规范表示可与池中引用相同
文本可能为 null 直接调用实例方法会抛空指针异常

对照 1:显式创建相同文本

引用比较为假而内容比较为真。观察时记录两种比较运算的不同输出。把这个条件与基准情形分开,有助于判断变化来自哪一层;若得到相反结果,应先核对前提,再修改实现。

对照 2:调用 intern 后比较

返回的规范表示可与池中引用相同。观察时记录调用前后引用而非原变量文本。把这个条件与基准情形分开,有助于判断变化来自哪一层;若得到相反结果,应先核对前提,再修改实现。

对照 3:文本可能为 null

直接调用实例方法会抛空指针异常。观察时记录空值分支有没有先处理。把这个条件与基准情形分开,有助于判断变化来自哪一层;若得到相反结果,应先核对前提,再修改实现。

4. 适用条件与取舍

常量池是内存管理机制,不能作为业务身份模型。面向标识符时还要先定义大小写、空白与编码规则,equals 不会自动替业务做归一化。

一次正常运行只覆盖了这组输入。继续扩展前,应把上面的异常对照保留下来,尤其关注“文本可能为 null”这一分支。后续方案若改变了图中任意一处依赖,原来的判断就要重新验证,不能仅凭界面相似或返回值相同沿用结论。

同月延伸

参考资料

  1. Java SE 7 API 文档
  2. Java SE 7 语言规范