关于【string长度】，string类型有没有长度限制，今天向乾小编给您分享一下，如果对您有所帮助别忘了关注本站哦。

1、string长度：String最大长度是多少？涉及的知识面太多，不要错过

前言

当你看到这个问题“String长度限制是多少”时是不是感觉很无聊？的确，这就是我第一眼看到时的感觉。

但当深入追踪该问题时，才发现String的长度限制本身的意义并不重要，重要的是在此过程中会将大量知识点串联起来，简直是一个完美的问题。难怪在高阶段的面试中会出现类似的问题。

本篇文章就来带大家追寻String长度的限制，需要提醒读者的是，结论并不重要，重要的是分析的过程，以及涉及到的知识储备。比如，String的底层实现、int类型的范围、《Java虚拟机规范》、Java编译器源码实现等大量知识点。

String源码追踪

要看String类的长度限制，肯定要先从String的源码实现看起，这里就以目前使用最多的JDK8为例来进行说明。JDK9及以后String的底层实现有所变化，大家可参考《JDK9对String字符串的新一轮优化》一文。

我们都知道，String类提供了一个length方法，我们是否可以直接通过这个方法得知String的最大长度？

/** * Returns the length of this string. * The length is equal to the number of <a href="Character.html#unicode">Unicode * code units</a> in the string. * * @return the length of the sequence of characters represented by this * object. */public int length() { return value.length;}

这里文档并没有说明最大长度是多少，但我们可以从返回的结果类型得知一些线索。结果类型为int，也就是说int的取值范围便是限制之一。

如果你知道int在正整数部分的取值范围为2^31 -1那很好，如果不知道，可以查看对应的包装类Integer：

public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer> { /** * A constant holding the minimum value an {@code int} can * have, -2<sup>31</sup>. */ @Native public static final int MIN_VALUE = 0x80000000; /** * A constant holding the maximum value an {@code int} can * have, 2<sup>31</sup>-1. */ @Native public static final int MAX_VALUE = 0x7fffffff; // ...}

无论MIN_VALUE和MAX_VALUE的值或注释都说明了int的取值范围。此时计算一下String的最大长度应该是：

2^31 - 1 = 2147483647

回到length方法，我们看到length的值是通过是value获得的，而value在JDK8中是以char数组实现的：

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence { /** The value is used for character storage. */ private final char value[]; // ... }

Java中内码（运行内存）中的char使用UTF16的方式编码，一个char占用两个字节。所以，还需要从将上面计算的值乘以2。

此时的计算公式为：

2^31-1 =2147483647 个16-bit Unicodecharacter2147483647 * 2 = 4294967294 (Byte) 4294967294 / 1024 = 4194303.998046875 (KB) 4194303.998046875 / 1024 = 4095.9999980926513671875 (MB) 4095.9999980926513671875 / 1024 = 3.99999999813735485076904296875 (GB)

也就是说最大字符串占用内存空间约等于4GB。但此时，如果你声明一个长度为10万的字符串，你会发现编译器会抛出异常，提示信息如下：

错误: 常量字符串过长

不是说好的21亿吗？怎么10万个就异常了呢？其实这个异常是由编译期的限制决定的。

字符串常量池的编译期限制

了解过JVM虚拟机的朋友肯定知道，当通过字面量进行字符串声明时，在编译之后会以常量的形式进入到Class常量池。

String s = "程序新视界";

而常量池对String的长度是有限制的。常量池中的每一种数据项都有自己的类型。Java中的UTF-8编码的Unicode字符串在常量池中以CONSTANT_Utf8类型表示。

在《Java虚拟机规范》中可以看到对String是通过CONSTANT_String_info来定义的。

可以看到“string_index项的值必须是对常量池的有效索引，常量池在该索引处的项必须是CONSTANT_Utf8_info(§4.4.7)结构”。

继续看对CONSTANT_Utf8_info的定义：

length则指明了bytes[]数组的长度，类型为u2。同样是在《Java虚拟机规范》中可以找到对u2的定义：

u2表示两个字节的无符号数，1个字节有8位，2个字节就有16位。因此，u2可表示的最大值为2^16 - 1= 65535。

到这里，已经得出了第二个限制，也就是Class文件中常量池的格式规定了，其字符串常量的长度不能超过65535。

此时，如果尝试通过字面量声明一个65535长度的字符串：

String s = "8888...8888";//其中有65535万个字符"8"

编译器还会抛出同样的异常。这又是为什么呢？

这个问题我们同样可以从《Java虚拟机规范》（4.7.3节）中找到答案：

原来是为了弥补早期设计时的一个bug，“长度刚好65535个字节，且以1个字节长度的指令结束，这条指令不能被异常处理器处理”，因此就将数组的最大长度限制到了65534了。

如果你能够查看JVM中编译器部分的源码，可以在Gen类中看到对此限制的代码实现：

/** Check a constant value and report if it is a string that is * too large. */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++;}

其中Pool.MAX_STRING_LENGTH的定义如下：

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

再次尝试声明一个长度为65534的字符串，会发现可以正常编译了。此时，可以得出结论，在编译期字符串的最大长度为65534。

我们知道，Java是区分编译期和运行期的，那么在运行期是否有长度限制呢？

运行期的长度限制

String运行期的限制主要体现在String的构造函数上。String的一个构造函数如下：

public String(char value[], int offset, int count) { // ...}

其中参数count就是字符串的最大长度。此时的计算与前面的算法一致，这里先转换为bit，然后再转换为GB：

(2^31-1)*16/8/1024/1024/1024 = 4GB

也就是说，运行时理论上可以支持4GB大小的字符串，超过这个限制就会抛出异常的。JDK9对String的存储进行了优化，底层使用byte数组替代了char数组，对于纯Latin1字符来说可以节省一半的空间。

当然，这个4GB的限制是基于JVM能够分配这么多可用的内存的前提下的。

小结

通过上述的分析，可以得出结论：第一，在编译期字符串的长度不能超过65534；第二，在运行期，字符串的长度不能超过2^31-1，占用内存（4GB）不能超过虚拟机所分配的最大内存。

结论很简单，但本篇文章分析时所使用的知识和思路你学到了吗？如果没有，赶紧补一补吧。

2、string长度，string类型有没有长度限制

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话说 Java 中 String 是有长度限制的，听到这里很多人不禁要问，String 还有长度限制？是的有，而且在 JVM 编译中还有规范，而且有的家人们在面试的时候也遇到了。

本人就遇到过面试的时候问这个的，而且在之前开发的中也真实地遇到过这个 String 长度限制的场景（将某固定文件转码成 Base64 的形式用字符串存储，在运行时需要的时候在转回来，当时文件比较大），那这个规范限制到底是怎么样的，咱们话不多说先䁖䁖去。

首先要知道 String 的长度限制我们就需要知道 String 是怎么存储字符串的，String 其实是使用的一个 char 类型的数组来存储字符串中的字符的。

存储 String 的容器原来是它

那么 String 既然是数组存储那数组会有长度的限制吗？是的有限制，但是是在有先提条件下的，我们看看 String 中返回 length 的方法。

String 类中的 length 方法

由此我们看到返回值类型是 int 类型，Java 中定义数组是可以给数组指定长度的，当然不指定的话默认会根据数组元素来指定：

int arr1 = new int[10]; // 定义一个长度为10的数组int arr2 = {1,2,3,4,5}; // 那么此时数组的长度为5

整数在 java 中是有限制的，我们通过源码来看看 int 类型对应的包装类 Integer 可以看到，其长度最大限制为 2^31 -1，那么说明了数组的长度是 0~2^31-1，那么计算一下就是（2^31-1 = 2147483647 = 4GB）

Integer 的取值范围

看到这我们尝试通过编码来验证一下上述观点。

以字面量形式定义字符串

以上是我通过定义字面量的形式构造的 10 万个字符的字符串，编译之后虚拟机提示报错，说我们的字符串长度过长，不是说好了可以存 21 亿个吗？为什么才 10 万个就报错了呢？

其实这里涉及到了 JVM 编译规范的限制了，其实 JVM 在编译时，如果我们将字符串定义成了字面量的形式，编译时 JVM 是会将其存放在常量池中，这时候 JVM 对这个常量池存储 String 类型做出了限制，接下来我们先看下手册是如何说的。

java 虚拟机规范截图

常量池中，每个 cp_info 项的格式必须相同，它们都以一个表示 cp_info 类型的单字节 “tag” 项开头。后面 info 项的内容 由 tag 的类型所决定。

java 虚拟机规范手册常量类型表

我们可以看到 String 类型的表示是 CONSTANT_String ，我们来看下 CONSTANT_String 具体是如何定义的。

这里定义的 u2 string_index 表示的是常量池的有效索引，其类型是 CONSTANT_Utf8_info 结构体表示的，这里我们需要注意的是其中定义的 length 我们看下面这张图。

在 class 文件中 u2 表示的是无符号数占 2 个字节单位，我们知道 1 个字节占 8 位，2 个字节就是 16 位 ，那么 2 个字节能表示的范围就是 2^16- 1 = 65535 。范中 class 文件格式对 u1、u2 的定义的解释做了一下摘要：

这里对 java 虚拟机规摘要部分

1、class 文件中文件内容类型解释

定义一组私有数据类型来表示 Class 文件的内容，它们包括 u1，u2 和 u4，分别代 表了 1、2 和 4 个字节的无符号数。

每个 Class 文件都是由 8 字节为单位的字节流组成，所有的 16 位、32 位和 64 位长度的数 据将被构造成 2 个、4 个和 8 个 8 字节单位来表示。

2、程序异常处理的有效范围解释

start_pc 和 end_pc 两项的值表明了异常处理器在 code 数组中的有效范围。

start_pc 必须是对当前 code 数组中某一指令的操作码的有效索引，end_pc 要 么是对当前 code 数组中某一指令的操作码的有效索引，要么等于 code_length 的值，即当前 code 数组的长度。start_pc 的值必须比 end_pc 小。

当程序计数器在范围[start_pc, end_pc)内时，异常处理器就将生效。即设 x 为 异常句柄的有效范围内的值，x 满足：start_pc ≤ x < end_pc。

实际上，end_pc 值本身不属于异常处理器的有效范围这点属于 Java 虚拟机历史上 的一个设计缺陷：如果 Java 虚拟机中的一个方法的 code 属性的长度刚好是 65535 个字节，并且以一个 1 个字节长度的指令结束，那么这条指令将不能被异常处理器 所处理。

不过编译器可以通过限制任何方法、实例初始化方法或类初始化方法的code数组最大长度为 65534，这样可以间接弥补这个 BUG。

注意：这里对个人认为比较重要的点做了标记，首先第一个加粗说白了就是说数组有效范围就是【0-65565】但是第二个加粗的地方又解释了，因为虚拟机还需要 1 个字节的指令作为结束，所以其实真正的有效范围是【0-65564】，这里要注意这里的范围仅限编译时期，如果你是运行时拼接的字符串是可以超出这个范围的。

接下来我们通过一个小实验来测试一下我们构建一个长度为 65534 的字符串，看看是否就能编译通过。0 期阶段汇总

首先通过一个 for 循环构建 65534 长度的字符串，在控制台打印后，我们通过自己度娘的一个在线字符统计工具计算了一下确实是 65534 个字符，如下：

然后我们将字符复制后以定义字面量的形式赋值给字符串，可以看到我们选择这些字符右下角显示的确实是 65534，于是乎运行了一波，果然成功了。

看到这里我们来总结一下：

问：字符串有长度限制吗？是多少？

答：首先字符串的内容是由一个字符数组 char 来存储的，由于数组的长度及索引是整数，且 String 类中返回字符串长度的方法 length 的返回值也是 int ，所以通过查看 java 源码中的类 Integer 我们可以看到 Integer 的最大范围是 2^31 -1, 由于数组是从 0 开始的，所以数组的最大长度可以使【0~2^31】通过计算是大概 4GB。

但是通过翻阅 java 虚拟机手册对 class 文件格式的定义以及常量池中对 String 类型的结构体定义我们可以知道对于索引定义了 u2，就是无符号占 2 个字节，2 个字节可以表示的最大范围是 2^16 -1 = 65535。

其实是 65535，但是由于 JVM 需要 1 个字节表示结束指令，所以这个范围就为 65534 了。超出这个范围在编译时期是会报错的，但是运行时拼接或者赋值的话范围是在整形的最大范围。

来源：r6d.cn/Fmku

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