String，StringBuilder，StringBuffer区别

一、String，StringBuilder，StringBuffer的大概了解

大家知道String，StringBuilder，StringBuffer三个的基本应用场景。

String会一直创建新对象，因此频繁创建对象的场景不适合用。
StringBuilder则可以避免这个情况，因此频繁对字符串操作的场景使用StringBuilder比较合适。
但是StringBuilder并不是线程安全的，如果要线程安全，需要使用StringBuffer。

二、为什么String会一直创建新对象？

1     private final char value[];

String代码中，字符是存在一个 final 的 char value[]里面的。
由于final指定了存储的内从是固定的，因此如果有append之类的操作的话要重新开辟新的内存。
要注意的是即使 value[]是final的，它也是可以改变里面的内容的。

下面这写法是正确的。不会报错。

1 final char[] ss = {'a', 'b', 'c'};
2 ss[0] = 'b';
3 ss[1] = 'c';

但是String类并没有提供这么一个接口能直接修改value数组。其中的replace是返回了一个新的String 对象。并不是在原先的数组上进行修改。

 1 public String replace(char oldChar, char newChar) {
 2         if (oldChar != newChar) {
 3             int len = value.length;
 4             int i = -1;
 5             char[] val = value; /* avoid getfield opcode */
 6 
 7             while (++i < len) {
 8                 if (val[i] == oldChar) {
 9                     break;
10                 }
11             }
12             if (i < len) {
13                 char buf[] = new char[len];
14                 for (int j = 0; j < i; j++) {
15                     buf[j] = val[j];
16                 }
17                 while (i < len) {
18                     char c = val[i];
19                     buf[i] = (c == oldChar) ? newChar : c;
20                     i++;
21                 }
22                 return new String(buf, true);
23             }
24         }
25         return this;
26     }

三、StringBuilder中的主要内容

这个类继承了AbstractStringBuilder。AbstractStringBuilder里面封装了大部分内容。初始化大小为16个字符。

1、相比较String中的value，这个不是final 类型的。

char[] value;

2、newCapacity方法。

将原始的capacity*2+2
判断新的容量是不是合法
最大容量不会超过MAX_ARRAY_SIZE。MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8.

 1 private int newCapacity(int minCapacity) {
 2         // overflow-conscious code
 3         int newCapacity = (value.length << 1) + 2;
 4         if (newCapacity - minCapacity < 0) {
 5             newCapacity = minCapacity;
 6         }
 7         return (newCapacity <= 0 || MAX_ARRAY_SIZE - newCapacity < 0)
 8             ? hugeCapacity(minCapacity)
 9             : newCapacity;
10     }

3、append方法

其实最终调用了System.arrayCopy将append中的String value copy到了StringBuilder 中的 value。

1 public AbstractStringBuilder append(StringBuffer sb) {
2         if (sb == null)
3             return appendNull();
4         int len = sb.length();
5         ensureCapacityInternal(count + len);
6         sb.getChars(0, len, value, count);
7         count += len;
8         return this;
9     }

最终调用getChars方法。

 1 public void getChars(int srcBegin, int srcEnd, char dst[], int dstBegin) {
 2         if (srcBegin < 0) {
 3             throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcBegin);
 4         }
 5         if (srcEnd > value.length) {
 6             throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcEnd);
 7         }
 8         if (srcBegin > srcEnd) {
 9             throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcEnd - srcBegin);
10         }
11         System.arraycopy(value, srcBegin, dst, dstBegin, srcEnd - srcBegin);
12     }

四、StringBuffer中的主要内容

这个类同样继承了AbstractStringBuilder。

1 public final class StringBuffer
2     extends AbstractStringBuilder
3     implements java.io.Serializable, CharSequence

但是几乎所有的方法都加了同步。因此是线程安全的。

1、append

1 @Override
2     public synchronized StringBuffer append(String str) {
3         toStringCache = null;
4         super.append(str);
5         return this;
6     }

2、chartAt

1 @Override
2     public synchronized char charAt(int index) {
3         if ((index < 0) || (index >= count))
4             throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
5         return value[index];
6     }

其中StringBuffer里面有个 char [] toStringCache。当调用toString的时候，这个就会缓存StringBuffer的内容。当对StringBuffer有修改的时候，这个数组就会设定为null。

1     private transient char[] toStringCache;

谢谢！