String、StringBuilder 和StringBuffer

        String类是final类,也即意味着String类不能被继承,并且它的成员方法都默认为final方法。在Java中,被final修饰的类是不允许被继承的,并且该类中的成员方法都默认为final方法。可以看出String类其实是通过char数组来保存字符串的。 “对String对象的任何改变都不影响到原对象,相关的任何change操作都会生成新的对象”。

StringBuilder 与 StringBuffer 区别

        StringBuilder 可变字符串,线程不太安全,但效率高,推荐使用。

        StringBuffer 可变字符串,线程安全,但效率低,不推荐使用。

        String 是不可变字符串,根据实时情况使用,在循环当中不要使用,因为会产生好多的没用字符串。

通过实际代码来展示每个方法的用法

String、StringBuilder 和StringBuffer

JDK 源码分析

首先研究它的构造器

String、StringBuilder 和StringBuffer

String、StringBuilder 和StringBuffer

发现它调用了父类的构造器来完成初始化。去它的父类 AbstractStringBuilder 发现

String、StringBuilder 和StringBuffer

注: char[] value 用来存储字符,count 用来记录 char[] value 中字符的实际个数

 

原来 StringBuilder 和 String 一样也是通过初始化一个字符数组来存储字符串的。

String、StringBuilder 和StringBuffer

但注意 AbstractStringBuilder 的 char[] value 并没有用 final 修饰,那就意味着这个是可变的字符数组。那这个数组是被初始化大小的,我们如何实现可以拼接很多字符串呢?StringBuilder 不是可以无限追加( append )字符串吗?

其实这里用到了扩容。什么是扩容?就是当原数组已经装不下新添加的内容时,这个时候创建一个新数组,将原数组的内容复制到新数组中,从而达到扩容的效果。

 append 方法分析

下面我们来看一看 append 这个方法。看一看 jdk 具体是怎么实现扩容的。

String、StringBuilder 和StringBuffer

我们发现 append 其实调用的是 父类 AbstractStringBuilder 的 append 方法。在父类中重载了很多 append 方法,在这里我以 append(String str) 为例进行讲解

String、StringBuilder 和StringBuffer

上面代码的大体意思是:

String、StringBuilder 和StringBuffer

如果 str 为 null,那我就添加一个 "null" 字符串。

String、StringBuilder 和StringBuffer

获取 str 的长度。

String、StringBuilder 和StringBuffer验证是否超出容器的大小

String、StringBuilder 和StringBuffer注:Arrays.copyOf 就是 jdk 提供的一个数组复制的静态方法

String、StringBuilder 和StringBuffer

将当前 AbstractStringBuilder 的 count (char[] value 里实际字符的个数) + len (新添加的 str 的长度) 作为 minimumCapacity,然后 minimumCapacity 和value.length (char[] value 数组的大小) 进行比较,如果 minimumCapacity 大于 value.length,则进行扩容,将原数组的数据复制到新创建的数组中。

此时AbstractStringBuilder 的 char[] value 指向了新数组的地址,原数组的地址没有人引用,从而过后被垃圾回收机制回收。

String、StringBuilder 和StringBuffer

注:   value.length << 1 ,左移一位相当与乘 2,并且这中位运算效率比较高。

可以看出新数组的大小一般为原数组大小的 2 倍 + 2,如果原数组大小的 2 倍 + 2 都小于 minimumCapacity,那么新数组的大小为  minimumCapacity。

String、StringBuilder 和StringBuffer

把 str 的内容追加到 AbstractStringBuilder 的 char[] value 中,通过数组的复制实现。(其实还是通过 System.arraycopy 这个方法实现)

String、StringBuilder 和StringBuffer

修改 count (char[] value 中实际字符的个数)

String、StringBuilder 和StringBuffer

返回该方法的对象引用,从而可以实现方法链。

相关面试题的回答

StringBuilder 与 StringBuffer 的区别;

StringBuilder 与 String 的区别。

1. StringBuilder效率高,线程不安全,StringBuffer效率低,线程安全。

2. String是不可变字符串,StringBuilder是可变字符串。为什么有这样的差异,可以深入源码去解析,比如String类内的 priver final  char  value[] 等方法的原因。

3. 如果是简单的声明一个字符串没有后续过多的操作,使用 String,StringBuilder 均可,若后续对字符穿做频繁的添加,删除操作,或者是在循环当中动态的改变字符串的长度应该用 StringBuilder。使用 String 会产生多余的字符串,占用内存空间。