相信String這個類是Java中使用得最頻繁的類之一，並且又是各大公司面試喜歡問到的地方，今天就來和大家一起學習一下String、StringBuilder和StringBuffer這幾個類，分析它們的異同點以及瞭解各個類適用的場景。下麵是本文的目錄大綱： 一.你瞭解String類嗎？ 二.深入理
相信String這個類是Java中使用得最頻繁的類之一，並且又是各大公司面試喜歡問到的地方，今天就來和大家一起學習一下String、StringBuilder和StringBuffer這幾個類，分析它們的異同點以及瞭解各個類適用的場景。下麵是本文的目錄大綱：
一.你瞭解String類嗎？
二.深入理解String、StringBuffer、StringBuilder
三.不同場景下三個類的性能測試
四.常見的關於String、StringBuffer的面試題（闢謠網上流傳的一些曲解String類的說法）
若有不正之處，請多多諒解和指正，不勝感激。
一.你瞭解String類嗎？
想要瞭解一個類，最好的辦法就是看這個類的實現源代碼，String類的實現在
\jdk1.6.0_14\src\java\lang\String.java 文件中。
打開這個類文件就會發現String類是被final修飾的：
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public final class String
implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence
{
/** The value is used for character storage. */
private final char value[];
/** The offset is the first index of the storage that is used. */
private final int offset;
/** The count is the number of characters in the String. */
private final int count;
/** Cache the hash code for the string */
private int hash;
/** use serialVersionUID from JDK 1.0.2 for interoperability */
private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;
......
}
從上面可以看出幾點：
1）String類是final類，也即意味著String類不能被繼承，並且它的成員方法都預設為final方法。在Java中，被final修飾的類是不允許被繼承的，並且該類中的成員方法都預設為final方法。在早期的JVM實現版本中，被final修飾的方法會被轉為內嵌調用以提升執行效率。而從Java SE5/6開始，就漸漸擯棄這種方式了。因此在現在的Java SE版本中，不需要考慮用final去提升方法調用效率。只有在確定不想讓該方法被覆蓋時，才將方法設置為final。
2）上面列舉出了String類中所有的成員屬性，從上面可以看出String類其實是通過char數組來保存字元串的。
下麵再繼續看String類的一些方法實現：
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public String substring(int beginIndex, int endIndex) {
if (beginIndex < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
}
if (endIndex > count) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex);
}
if (beginIndex > endIndex) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex - beginIndex);
}
return ((beginIndex == 0) && (endIndex == count)) ? this :
new String(offset + beginIndex, endIndex - beginIndex, value);
}
public String concat(String str) {
int otherLen = str.length();
if (otherLen == 0) {
return this;
}
char buf[] = new char[count + otherLen];
getChars(0, count, buf, 0);
str.getChars(0, otherLen, buf, count);
return new String(0, count + otherLen, buf);
}
public String replace(char oldChar, char newChar) {
if (oldChar != newChar) {
int len = count;
int i = -1;
char[] val = value;
while (++i < len) {
if (val[off + i] == oldChar) {
break;
}
}
if (i < len) {
char buf[] = new char[len];
for (int j = 0 ; j < i ; j++) {
buf[j] = val[off+j];
}
while (i < len) {
char c = val[off + i];
buf[i] = (c == oldChar) ? newChar : c;
i++;
}
return new String(0, len, buf);
}
}
return this;
從上面的三個方法可以看出，無論是sub操、concat還是replace操作都不是在原有的字元串上進行的，而是重新生成了一個新的字元串對象。也就是說進行這些操作後，最原始的字元串並沒有被改變。
在這裡要永遠記住一點：
“對String對象的任何改變都不影響到原對象，相關的任何change操作都會生成新的對象”。
在瞭解了於String類基礎的知識後，下麵來看一些在平常使用中容易忽略和混淆的地方。
二.深入理解String、StringBuffer、StringBuilder
1.String str=”hello world”和String str=new String(“hello world”)的區別
想必大家對上面2個語句都不陌生，在平時寫代碼的過程中也經常遇到，那麼它們到底有什麼區別和聯繫呢？下麵先看幾個例子：
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public class Main {
public static void main(String[] args) {
String str1 = "hello world";
String str2 = new String("hello world");
String str3 = "hello world";
String str4 = new String("hello world");
System.out.println(str1==str2);
System.out.println(str1==str3);
System.out.println(str2==str4);
}
}
這段代碼的輸出結果為
為什麼會出現這樣的結果？下麵解釋一下原因：
在前面一篇講解關於JVM記憶體機制的一篇博文中提到 ，在class文件中有一部分 來存儲編譯期間生成的 字面常量以及符號引用，這部分叫做class文件常量池，在運行期間對應著方法區的運行時常量池。
因此在上述代碼中，String str1 = “hello world”;和String str3 = “hello world”; 都在編譯期間生成了 字面常量和符號引用，運行期間字面常量”hello world”被存儲在運行時常量池（當然只保存了一份）。通過這種方式來將String對象跟引用綁定的話，JVM執行引擎會先在運行時常量池查找是否存在相同的字面常量，如果存在，則直接將引用指向已經存在的字面常量；否則在運行時常量池開闢一個空間來存儲該字面常量，並將引用指向該字面常量。
總所周知，通過new關鍵字來生成對象是在堆區進行的，而在堆區進行對象生成的過程是不會去檢測該對象是否已經存在的。因此通過new來創建對象，創建出的一定是不同的對象，即使字元串的內容是相同的。
2.String、StringBuffer以及StringBuilder的區別
既然在Java中已經存在了String類，那為什麼還需要StringBuilder和StringBuffer類呢？
那麼看下麵這段代碼：
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public class Main {
public static void main(String[] args) {
String string = "";
for(int i=0;i<10000;i++){
string += "hello";
}
}
}
這句 string += “hello”;的過程相當於將原有的string變數指向的對象內容取出與”hello”作字元串相加操作再存進另一個新的String對象當中，再讓string變數指向新生成的對象。如果大家還有疑問可以反編譯其位元組碼文件便清楚了：
從這段反編譯出的位元組碼文件可以很清楚地看出：從第8行開始到第35行是整個迴圈的執行過程，並且每次迴圈會new出一個StringBuilder對象，然後進行append操作，最後通過toString方法返回String對象。也就是說這個迴圈執行完畢new出了10000個對象，試想一下，如果這些對象沒有被回收，會造成多大的記憶體資源浪費。從上面還可以看出：string+=”hello”的操作事實上會自動被JVM優化成：
StringBuilder str = new StringBuilder(string);
str.append(“hello”);
str.toString();
再看下麵這段代碼：
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public class Main {
public static void main(String[] args) {
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
for(int i=0;i<10000;i++){
stringBuilder.append("hello");
}
}
}
反編譯位元組碼文件得到：
從這裡可以明顯看出，這段代碼的for迴圈式從13行開始到27行結束，並且new操作只進行了一次，也就是說只生成了一個對象，append操作是在原有對象的基礎上進行的。因此在迴圈了10000次之後，這段代碼所占的資源要比上面小得多。
那麼有人會問既然有了StringBuilder類，為什麼還需要StringBuffer類？查看源代碼便一目瞭然，事實上，StringBuilder和StringBuffer類擁有的成員屬性以及成員方法基本相同，區別是StringBuffer類的成員方法前面多了一個關鍵字：synchronized，不用多說，這個關鍵字是在多線程訪問時起到安全保護作用的,也就是說StringBuffer是線程安全的。
下麵摘了2段代碼分別來自StringBuffer和StringBuilder，insert方法的具體實現：
StringBuilder的insert方法
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public StringBuilder insert(int index, char str[], int offset,
int len)
{
super.insert(index, str, offset, len);
return this;
}
StringBuffer的insert方法：
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public synchronized StringBuffer insert(int index, char str[], int offset,
int len)
{
super.insert(index, str, offset, len);
return this;
}
三.不同場景下三個類的性能測試
從第二節我們已經看出了三個類的區別，這一小節我們來做個小測試，來測試一下三個類的性能區別：
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public class Main {
private static int time = 50000;
public static void main(String[] args) {
testString();
testStringBuffer();
testStringBuilder();
test1String();
test2String();
}
public static void testString () {
String s="";
long begin = System.currentTimeMillis();
for(int i=0; i<time; i++){
s += "java";
}
long over = System.currentTimeMillis();
System.out.println("操作"+s.getClass().getName()+"類型使用的時間為："+(over-begin)+"毫秒");
}
public static void testStringBuffer () {
StringBuffer sb = new StringBuffer();
long begin = System.currentTimeMillis();
for(int i=0; i<time; i++){
sb.append("java");
}
long over = System.currentTimeMillis();
System.out.println("操作"+sb.getClass().getName()+"類型使用的時間為："+(over-begin)+"毫秒");
}
public static void testStringBuilder () {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
long begin = System.currentTimeMillis();
for(int i=0; i<time; i++){
sb.append("java");
}
long over = System.currentTimeMillis();
System.out.println("操作"+sb.getClass().getName()+"類型使用的時間為："+(over-begin)+"毫秒");
}
public static void test1String () {
long begin = System.currentTimeMillis();
for(int i=0; i<time; i++){
String s = "I"+"love"+"java";
}
long over = System.currentTimeMillis();
System.out.println("字元串直接相加操作："+(over-begin)+"毫秒");
}
public static void test2String () {
String s1 ="I";
String s2 = "love";
String s3 = "java";
long begin = System.currentTimeMillis();
for(int i=0; i<time; i++){
String s = s1+s2+s3;
}
long over = System.currentTimeMillis();
System.out.println("字元串間接相加操作："+(over-begin)+"毫秒");
}
}
測試結果（win7，Eclipse ，JDK6 )：
上面提到string+=”hello”的操作事實上會自動被JVM優化，看下麵這段代碼：
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public class Main {
private static int time = 50000;
public static void main(String[] args) {
testString();
testOptimalString();
}
public static void testString () {
String s="";
long begin = System.currentTimeMillis();
for(int i=0; i<time; i++){
s += "java";
}
long over = System.currentTimeMillis();
System.out.println("操作"+s.getClass().getName()+"類型使用的時間為："+(over-begin)+"毫秒");
}
public static void testOptimalString () {
String s="";
long begin = System.currentTimeMillis();
for(int i=0; i<time; i++){
StringBuilder sb = new StringBuilder(s);
sb.append("java");
s=sb.toString();
}
long over = System.currentTimeMillis();
System.out.println("模擬JVM優化操作的時間為："+(over-begin)+"毫秒");
}
}
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