JDK源码分析之String、StringBuilder和StringBuffer

什么是String、StringBuilder和StringBuffer

• String是Java中的一个不可变字符序列，使用final char[] value来存储数据，也就是说，一旦被初始化，就不能再对其进行修改。
• StringBuilder和StringBuffer实现的是可变的字符序列，都是在原有的值基础上进行修改，区别在于StringBuilder是非线程安全的，而StringBuffer是线程安全的。

String、StringBuilder和StringBuffer的区别

• String是不可变的，每次修改都会产生新的对象，效率相对较低，但在多线程的情况下是线程安全的。
• StringBuilder是可变的，每次修改都是在原有的对象中进行修改，效率相对较高，但在多线程的情况下是不安全的。
• StringBuffer是可变的，每次修改都是在原有的对象中进行修改，效率也不如StringBuilder高，但在多线程的情况下是线程安全的。

String、StringBuilder和StringBuffer的使用场景

• 当字符串内容不会改变时，使用String；
• 当字符串内容经常会发生改变时，并且不是在多线程环境下，使用StringBuilder；
• 当字符串内容经常会发生改变时，并且是在多线程环境下，使用StringBuffer。

String、StringBuilder和StringBuffer的源码实现分析

String的源码实现

• String底层实现是一个char数组，使用final修饰，也就是说，一旦被初始化，就不能再对其进行修改；
• String在创建过程中会常量池中查找是否有相同值的字符串，如果有就直接返回该字符串的引用，否则才会创建新的字符串。

示例1：String的使用

String str = "hello world";
System.out.println(str);//输出hello world

• 上面的代码中，字符串"hello world"以常量的形式存储在常量池中，当我们定义一个字符串变量str时，只是将该字符串的地址赋值给str，而并不是重新创建一个字符串。

StringBuilder的源码实现

• StringBuilder底层实现也是一个char数组，但并没有使用final修饰，因此可以进行修改；
• 在进行字符串拼接等操作时，会根据当前的容量和最小需要的容量来判断是否需要扩容，扩容的大小为原来的2倍+2；
• StringBuilder没有线程安全的实现。

示例2：StringBuilder的使用

StringBuilder builder = new StringBuilder();
builder.append("Hello");
builder.append(" World");
System.out.println(builder.toString());//输出Hello World

• 上面的代码中，我们通过append方法进行字符串拼接，最终输出Hello World。

StringBuffer的源码实现

• StringBuffer底层实现也是一个char数组，但是所有的方法都使用了synchronized关键字进行同步，因此是线程安全的；
• 在进行字符串拼接等操作时，会根据当前的容量和最小需要的容量来判断是否需要扩容，扩容的大小为原来的2倍+2。

总结

• String、StringBuilder和StringBuffer都是用来存储字符串的类，它们之间有很多的区别，根据不同的场景选择合适的类使用是十分重要的；
• 源码实现中，需要注意String的不可变性，而StringBuilder和StringBuffer的扩容机制。

参考资料：

• 《深入理解Java虚拟机》
• 《Effective Java》