最大的 String 字符長度是多少？

String 類可以說是在 Java 中使用最頻繁的類了，就算是剛剛接觸 Java 的初學者也不會陌生，因爲對於 Java 程序來說，main 方法就是使用一個 String 類型數組來作爲參數的（String[] args）。對於這樣一個頻繁使用的類，String 字符串可以有多長呢？十萬字符？一百萬字符？還是無限的呢？

要弄清楚 String 的最大長度，首先應該瞭解 String 類的內部實現。在 String 類中，是使用一個字符數組來維護字符序列的，其聲明如下：

private final char value[];

這也就是說，String 的最大長度取決於字符數組的最大長度，我們知道，在指定數組長度的時候，可以使用 byte、short、char、int 類型，而不能夠使用 long 類型。這也就是說，數組的最大長度就是 int 類型的最大值，即 0x7fffffff，十進制就是 2147483647，同理，這也就是 String 所能容納的最大字符數量。

而且，我們來看下 java.lang.String#length() 源碼：

public int length() {
    return value.length;
}

可以看出獲得 String 對象長度的 length 方法返回值是 int 類型的，而不是 long 類型的，也是因爲這個原因。

不過，這個最大值只是在理論上能夠達到的值，在我們實際的使用中，一般情況下獲得的最大長度比理論值要小。下面我們寫一個最簡單的程序來看。

/**
 * @author wupx
 * @date 2020/01/13
 */
public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        char[] c = new char[Integer.MAX_VALUE];
    }
}

運行這個程序，在通常情況下，都會產生如下的錯誤：

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
    at test.StringTest.main(StringTest.java:9)

產生這個錯誤的原因就是內存溢出，也就是系統無法分配這麼大的內存空間所致。計算一下，一個 char 類型佔用 2 字節，2147483647 個 char 類型就是 4294967294 字節，這接近於 4GB 大小，想要申請這麼一大塊連續的內存空間，失敗也就不足爲奇了。

那麼，到底我們所用的計算機能夠承受多大的字符數組呢，這跟軟件與硬件等諸多因素都有關，我們可以編寫程序來獲得可申請最大字符數組的近似值。

/**
 * @author wupx
 * @date 2020/01/13
 */
public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            int len = Integer.MAX_VALUE - i;
            try {
                char[] ch = new char[len];
                System.out.println("len: " + len + " OK");
            } catch (Error e) {
                System.out.println("len: " + len + " " + e);
            }
        }
    }
}

運行結果如下：

len: 2147483647 java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
len: 2147483646 java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
len: 2147483645 OK
len: 2147483644 OK
len: 2147483643 OK

根據運行結果可以看出 String 的最大長度爲 Integer.MAX_VALUE - 2 或 2 ^ 31 - 3。

總結

在 String 類內部，是使用一個字符數組（char[]）來維護字符序列的。

String 的最大長度也就是字符數組的最大長度，理論上最大長度爲 int 類型的最大值，即 2147483647。

在實際中，一般可獲取的最大值小於理論最大值，在我的電腦上得出的最大值是 2 ^ 31 - 3，大家可以在自己的電腦上測試下。