java String 长度有限制吗？

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发布于: 2021 年 03 月 18 日

引言

今天读了一篇关于 java 中 String 长度限制的文章。读完之后，感觉更懵。所以就想自己总结一下这个问题，本文以 jdk1.8 为例进行分析，加深理解。

String 长度有限制

我用标题回答这个问题。这个长度主要分为编译期限制和运行期限制。

编译期限制

JVM 在编译中有自己的规范，String 类型的字面量存储在 JVM 字符串常量池中。CONSTANT_String_info 用于表示 java.lang.String 类型的常量对象，格式如下：

CONSTANT_String_info{  u1 tag;  u2 string_index;}

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tag: 常量类型->CONSTANT_String(8 字节)
string_index：表示常量池的有效索引，其结构为 CONSUTANT_Utf8_info。表示一组 Unicode 码点序列，通过这组码点序列最终被初始化为一个 String 对象。

CONSUTANT_Utf8_info{  u1 tag;  u2 length;  u1 bytes[length];}

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这样就很好分析，String 在编译期的限制就是 length 的长度。u2 表示无符号位 2 个单字节的长度，一个字节占 8 位，则 u2(11111111 11111111)表示的范围为 0~2^16-1。那么其范围是[0~65535]。接下来我们进行测试，结论是否正确。

    public static void main(String[] args) {        String str="qqqqqq...";//长度为65535的字符串，这里简写        System.out.println(str.length());    }

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进行编译运行，结果却是:

java: 常量字符串过长

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发现编译过程中竟然报错了，我们继续往下探究。编译是由 javac 进行编译的，感兴趣的小伙伴可自行下载 javac 的源码包http://hg.openjdk.java.net/jdk8/jdk8/langtools/。其中有两段代码，这样写道

    private void checkStringConstant(DiagnosticPosition pos, Object constValue) {        if (nerrs != 0 || // only complain about a long string once            constValue == null ||            !(constValue instanceof String) ||            ((String)constValue).length() < Pool.MAX_STRING_LENGTH)            return;        log.error(pos, "limit.string");        nerrs++;    }

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Pool.MAX_STRING_LENGTH 的长度究竟是多少，继续往下看

public class Pool {  ...      public static final int MAX_STRING_LENGTH = 0xFFFF;    ...   }

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经过 Pool.MAX_STRING_LENGTH 为 0xFFFF 转化成 65535，因为要小于它，所以 length 的最大长度为 65534。进行测试

    public static void main(String[] args) {        String str="qqqqqq...";//长度为65534的字符串，这里简写        System.out.println(str.length());//编译通过，运行成功    }

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在开发过程中，有时确实需要复制一大段字符串进行测试。但是往往会编译失败，其原因就是我们使用的是默认的编译期 javac，如何解决呢？以 idea 举例说明。File->Settings,搜索 java Compiler

选择 Eclipse，点击 Apply。这样，我们就将编译器设置为 JDT，JDT 优化为了 StringBuilder 的 append 的方式。

运行时限制

运行时限制就相对简单一些了，查看 String 源码即可找出答案。

public final class String    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {    ...        private final char value[];        public int length() {        return value.length;    }        ...    }

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String 的长度用 int 类型表示，int 占四个字节，就是 32 位，其长度为 2^31-1,约等于 4GB。

总结

java 中的字符串常量，编译期是 javac 的话，其最大长度为 65534。换句话说，JVM 虚拟机中的字符串常量池，一个 String 对象最多存 65534 字符。
java 运行期间，String 的最大长度为 4GB，这时 String 对象在堆中存放。
Eclipse 有自己的 java 编译器,JDT 优化为了 StringBuilder 的 append。StringBuilder 在 toString 的过程中，相当于重新 new 了一个 String 对象,存放在堆中。
第四点借用下面的引用