String、StringBuilder和StringBuffer
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作者 | H-utopia
來源 | urlify.cn/yArQje
【String】
首先，從String類的定義入手，可以看到String類是由final修飾，即不可變的，一旦創(chuàng)建出來就不可修改，因此首先明確，字符串的拼接、截取等操作都會產(chǎn)生新的字符串對象。
觀察以下幾種創(chuàng)建Stirng的語句
1 String s1 = "hello ";
2 String s2 = "world";
3 String s3 = s1 + s2;
4 String s4 = "hello " + "world";
5 String s5 = new String("hello world");
1> 對于s1，直接通過字符串常量創(chuàng)建，會先查找常量池中是否有 hello 這個字符串，有的話不創(chuàng)建，沒有的話新建，因此會在常量池中創(chuàng)建一個對象。
2> 對于s2，同上，在常量池中創(chuàng)建一個對象。
3> 對于s3，字符串拼接操作，查看反匯編代碼，字符串拼接實際上是new StringBuilder()，然后執(zhí)行其append()方法，最后執(zhí)行toString，過程中創(chuàng)建了3個對象。
4> 對于s4，直接通過常量字符串拼接，會被優(yōu)化為創(chuàng)建 hello world，在常量池中創(chuàng)建對象。
5> 對于s5，new操作一定會在堆中創(chuàng)建對象，然后查找常量池中是否有 hello world 這個字符串，沒有就在常量池中創(chuàng)建一個。
對于s3、s4、s5，字符串的內容都是hello world，但對于s3和s5，引用的都是堆中創(chuàng)建的字符串對象，s4引用的則直接是常量池中的對象，因此它們三個的引用都是不同的，如下
intern
通過上面的驗證，知道直接通過常量定義的String對象是位于常量池中，而通過new顯式創(chuàng)建或者拼接隱式創(chuàng)建的String對象是位于堆中。
除了常用的操作字符串方法，JDK還提供了 inter() 方法，該方法的官方說明如下，作用是當方法調用時，如果常量池中已經(jīng)包含一個和這個String相等(內容相同，即equals方法)的String，就會返回常量池中的對象，否則，這個對象會被添加到常量池，然后返回她的引用。簡單來說其作用是把字符串緩存到常量池中。
通過幾個例子來驗證intern的作用
【StringBuilder和StringBuffer】
StringBuilder和StringBuffer都表示可變的字符串序列，可以通過其提供的一序列方法實現(xiàn)字符串的拼接、截取，觀察源碼會發(fā)現(xiàn)兩個類的核心代碼基本一致，二者都繼承自抽象類AbstractStringBuilder。
二者的共同點是均提供了字符串的拼接、截取等操作，無需每次變動都創(chuàng)建新的對象，一次創(chuàng)建，最后只需通過toString生成最終的字符串對象即可。
二者的區(qū)別在于在字符串拼接等操作上StringBuffer使用synchronized關鍵字修飾方法，多線程情況下保證了線程安全，當然相比StringBuilder，也降低了性能。
通過源碼來看動態(tài)拼接字符串邏輯，StringBuilder和StringBuffer都是調用父類的append方法實現(xiàn)，因此二者實現(xiàn)邏輯是一致的，其中count是用來記錄value數(shù)組已經(jīng)使用的長度，即在現(xiàn)有的value數(shù)組后面拼接上新的str字符串。因此在StringBuilder中，代碼中的 count+=len 不是原子操作，多線程操作的情況下，例如當前count為5，可能出現(xiàn)多個線程拿到的count都是5，分別執(zhí)行累加操作后再賦給count，得到的count只是6，此時便出現(xiàn)了線程不安全的情況。
附：雖然上面提到，通過 + 號拼接String對象時，java也會隱式地創(chuàng)建StringBuilder對象進行拼接，通常情況下并不會造成性能效率損失，但在需要大量循環(huán)拼接字符串時，使用+拼接，會在每次循環(huán)時都創(chuàng)建一個StringBuilder對象，循環(huán)結束后，內存中會多出許多無用的StringBuilder對象，因此這種情況，建議在循環(huán)體外創(chuàng)建StringBuilder對象，循環(huán)調用其append()方法拼接，如此只需創(chuàng)建一個StringBuilder對象。
擴容
首先注意二者的初始容量都是16，當然也可以通過參數(shù)指定初始容量
public StringBuilder() {
super(16);
}
public StringBuffer() {
super(16);
}
在字符串拼接時，都會調用父類AbstractStringBuilder的append方法，方法源碼如下
public AbstractStringBuilder append(String str) {
if (str == null) {
return appendNull();
}
int len = str.length();
ensureCapacityInternal(count + len);
putStringAt(count, str);
count += len;
return this;
}
其中的 ensureCapacityInternal 方法，就是在拼接前進行擴容
private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = value.length >> coder;
if (minimumCapacity - oldCapacity > 0) {
value = Arrays.copyOf(value,
newCapacity(minimumCapacity) << coder);
}
}
其中的minimumCapacity就是擴容后的字符串長度，超過目前容量的話，調用newCapacity方法執(zhí)行擴容，可以看出每次擴容后的容量是原容量的2倍加2，如果仍不夠，就直接擴容到需要的長度。
private int newCapacity(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = value.length >> coder;
int newCapacity = (oldCapacity << 1) + 2;
if (newCapacity - minCapacity < 0) {
newCapacity = minCapacity;
}
int SAFE_BOUND = MAX_ARRAY_SIZE >> coder;
return (newCapacity <= 0 || SAFE_BOUND - newCapacity < 0)
? hugeCapacity(minCapacity)
: newCapacity;
}
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