1 String不可變性 String類被聲明為 final，因此它不可被繼承。 內部使用char數組存儲數據，該數組被聲明為final，這意味著value數組初始化之後就不能再指向其它數組。 String內部沒有改變value數組的方法 String類中所有修改String值的方法，如果內容沒有改 ...
目錄
- 1 String不可變性
- 2 不可變的好處
- 3 String+和StringBuilder效率差異
- 4 String, StringBuffer and StringBuilder
- 5 String與JVM記憶體管理
- 6 String api方法
1 String不可變性
- String類被聲明為 final，因此它不可被繼承。
- 內部使用char數組存儲數據，該數組被聲明為final，這意味著value數組初始化之後就不能再指向其它數組。
- String內部沒有改變value數組的方法
- String類中所有修改String值的方法，如果內容沒有改變，則返回原來的String對象引用，如果改變了，創建了一個全新的String對象，包含修改後的字元串內容，最初的String對象沒有任何改變。（目的：節約存儲空間、避免額外的開銷）
//String的類聲明以及value欄位代碼：
public final class String
implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
private final char value[]; //字元數組存儲String的內容
/** Cache the hash code for the string */
private int hash; // Default to 0
}
不可變的驗證分析：
public class Immutable {
public static String upcase(String s) {
return s.toUpperCase();
}
public static void main(String[] args) {
String q = "howdy";
System.out.println(q); // howdy
String qq = upcase(q);
System.out.println(qq); // HOWDY
System.out.println(q); // howdy
}
} /* 輸出:
howdy
HOWDY
howdy
*///:~
- 當把q傳給upcase0方法時，實際傳遞的是引用的一個拷貝。
- upcase0方法中，傳入引用s，只有upcase0運行的時候，局部引用s才存在。一旦upcase0運行結束，s就消失。upcaseO的返回值是最終結果的引用。
- 綜上，upcase()返回的引用已經指向了一個新的對象，而原本的q則還在原地。
延伸結論：
String對象作為方法的參數時，都會複製一份引用，參數傳遞是引用的拷貝
2 不可變的好處
1. 可以緩存 hash 值
String的hash值經常被使用，例如String用做HashMap的key。不可變的特性可以使得hash值也不可變，因此只需要進行一次計算。
2. String Pool 的需要
如果一個String對象已經被創建過了，那麼就會從 String Pool 中取得引用。只有String是不可變的，才可能使用 String Pool。
3. 線程安全
String不可變性天生具備線程安全，可以在多個線程中安全地使用。
3 String+和StringBuilder效率差異
String使用“+”表示字元串拼接
先說結論：
- “+”操作，javac編譯器會自動優化為StringBuilder.append() 調用。
- StringBuilder要比“+”操作高效
- 涉及迴圈追加的，手動創建StringBuilder對象操作比“+”操作編譯器優化，更高效
驗證：
public class StringBuilderTest {
public static void main(String[] args) {
String s1 = "ABC";
String s2 = "123";
String result = s1+s2;
System.out.println(result);
}
}
編譯並查看位元組碼：javap -verbose StringBuilderTest.class
執行過程：
調用了2次append()方法，最後調用StringBuilder.toString()返回最終結果
為什麼StringBuilder要比+高效？
- +操作，按照：每次追加都創建新的String對象，把字元加入value數組中。這裡產生一次對象創建操作，以及對應的垃圾回收
- StringBuilder的底層數組value也是用到了char[]，但它沒有聲明為final，故它可變，所以追加內容時不用創建新的數組，而是直接修改value
- StringBuilder比+省去String對象創建以及垃圾回收的開銷，因此效率更高。
源碼追溯：
//StringBuilder.append()
@Override
public StringBuilder append(char c) {
super.append(c);
return this;
}
// 父類 AbstractStringBuilder.append()
@Override
public AbstractStringBuilder append(char c) {
ensureCapacityInternal(count + 1);
value[count++] = c;
return this;
}
//AbstractStringBuilder value 欄位
abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {
//The value is used for character storage.
char[] value; // 沒有聲明為final，因此value可變
}
手動實現StringBuilder對象操作比編譯器自行優化，更高效：
- 通過位元組碼分析可知（我這裡省去了，可以自己實現驗證）：迴圈部分的代碼更簡短、更簡單，而且它只生成了一個StringBuilder對象。
- 顯式地創建StringBuilder還允許你預先為其指定大小。如果你已經知道最終的字元串大概有多長，那預先指定StringBuilder的大小可以避免多次重新分配緩衝。
當你為一個類編寫toString方法時，如果字元串操作比較簡單，那就可以信賴編譯
器，它會為你合理地構造最終的字元串結果。但是，如果你要在toString0方法中使用迴圈，那
麽最好自己創建一個StringBuilder對象來實現。
4 String, StringBuffer and StringBuilder
可變性
- String 不可變
- StringBuffer和StringBuilder可變
線程安全
- String不可變，因此是線程安全的
- StringBuilder 不是線程安全的
- StringBuffer 是線程安全的，內部使用synchronized進行同步
效率
- 如果要操作少量的數據用String
- 單線程環境且字元串緩衝區涉及大量數據 StringBuilder
- 多線程環境且字元串緩衝區涉及大量數據 StringBuffer
5 String與JVM記憶體管理
一、引入字元串常量池
- Javac編譯後，位元組碼文件中有一塊區域：常量池，存儲了包括類中聲明的字元串常量值等字面量
- 運行時，JVM開闢實際記憶體空間：字元串常量值寫入了字元串常量池，屬於方法區的一部分。
案例1：
String s1 = "win";
String s2 = "win";
System.out.println(s1==s2);
//輸出結果：true
//引用 s1 s2 的值等於win在字元串常量池的地址值
結論：
引用 s1 s2 的值等於win在字元串常量池的地址值
分析位元組碼的執行過程：
案例2：
public class StringPool {
public static void main(String[] args) {
String s3 = new String("win");
String s4 = new String("win");
System.out.println(s3==s4);//false
}
}
結論：
通過new操作符創建的字元串對象不指向字元串池中的任何對象。
位元組碼分析：
綜上：
public class StringPool {
public static void main(String[] args) {
String s1 = "win";
String s2 = "win";
String s3 = new String("win");
String s4 = new String("win");
System.out.println(s1==s2);//true
System.out.println(s1==s3);//false
System.out.println(s3==s4);//false
}
}
6 String api方法
從這個表中可以看出，當需要改變字元串的內容時，String類的方法都會返回一個新的String對象。同時，如果內容沒有發生改變，String的方法只是返回指向原對象的引用而已。這可以節約存儲空間以及避免額外的開銷。
