String、StringBuffer和StringBuilder类比较

字符串就是一连串字符序列，Java提供了String和StringBuffer两个类来封装字符串，并提供一系列方法来操作字符串对象。

String类是不可变类，即一旦一个String对象被创建以后，包含在这个对象中的字符串是不可改变的，知道这个对象被销毁。

StringBuffer对象则代表一个字符序列可变的字符串，当一个StringBuffer被创建以后，StringBuffer提供的append()、insert()、reverse()、setChatAt()、setLength()等方法可以改变这个字符串对象的字符序列。一旦通过StringBuffer生成了最终想要的字符串，就可以调用它的toString()方法将其转换为一个String对象。

JDK1.5又新增了一个StringBuilder类，它也代表字符串对象。实际上StringBuilder和StringBuffer基本相似，两个类的构造器也基本相同。不同的是，StringBuffershi1线程安全的，而StringBuilder则没有实现线程安全功能，所以性能略高。

提示：String、StringBuilder、StringBuffer都实现了CharSequence接口，因此CharSequence可认为是一个字符串的协议接口。

先看String类源码：

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable, CharSequence {
    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];

    /** Cache the hash code for the string */
    private int hash; // Default to 0

    private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;

    private static final ObjectStreamField[] serialPersistentFields =
        new ObjectStreamField[0];
    ...

1.可以看出，String是由char[] 来实现的。
2.String是final类，也就意味着String类不能被继承。

注意：String类不可变主要是因为char[]在是private的，并且String类没有提供setter方法，导致无法改变这个String对象。但是我们常说的String s = “123456”中的s是对象的引用，对象的引用指向对象。对象是不可变的，但是对象的引用是可变的。

 public String substring(int beginIndex) {
        if (beginIndex < 0) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
        }
        int subLen = value.length - beginIndex;
        if (subLen < 0) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(subLen);
        }
        return (beginIndex == 0) ? this : new String(value, beginIndex, subLen);
    }

 public String substring(int beginIndex, int endIndex) {
        if (beginIndex < 0) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
        }
        if (endIndex > value.length) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex);
        }
        int subLen = endIndex - beginIndex;
        if (subLen < 0) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(subLen);
        }
        return ((beginIndex == 0) && (endIndex == value.length)) ? this
                : new String(value, beginIndex, subLen);
    }

 public String concat(String str) {
        int otherLen = str.length();
        if (otherLen == 0) {
            return this;
        }
        int len = value.length;
        char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);
        str.getChars(buf, len);
        return new String(buf, true);
    }

 public String replace(char oldChar, char newChar) {
        if (oldChar != newChar) {
            int len = value.length;
            int i = -1;
            char[] val = value; /* avoid getfield opcode */

            while (++i < len) {
                if (val[i] == oldChar) {
                    break;
                }
            }
            if (i < len) {
                char buf[] = new char[len];
                for (int j = 0; j < i; j++) {
                    buf[j] = val[j];
                }
                while (i < len) {
                    char c = val[i];
                    buf[i] = (c == oldChar) ? newChar : c;
                    i++;
                }
                return new String(buf, true);
            }
        }
        return this;
    }

上面的subString、concat、replace操作都是不是在原字符串进行的，而是创建了一个新的字符串。也就是说，进行了上述操作后，本身的字符串并没有改变。只是返回了一个新的对象的引用。

也就是说：对String操作的任何改变都不会改变原对象，而任何改变String对象的操作都会产生新对象。

比如：

String str1 = "java";
str1 = str1  + "struts";
str1 = str1 + "spring";

上面程序出了使用3个字符串直接量之外，还会产生额外两个字符串直接量“javastruts”和“javastrutsspring”。程序中的str1依次指向3个不同的字符串对象。

因为String是不可变的，所以会产生很多的临时变量，使用StringBuffer或者StringBuilder就可以避免这个问题。

StringBuilder提供了一系列插入、追加，改变该字符序列的方法。而StringBuffer与其用法完全相同，只是StringBuffer是线程安全的。

StringBuffer、StringBuilder有两个属性：length和capacity。
其中length属性表示其包含的字符序列的长度。与String对象length不同的是，StringBuffer、StringBuilder的length是可以改变的，可以通过length()、setLength(int len)方法来访问和修改其字符串序列的长度，capacity属性表示StringBuilder容量，capacity通常比length大，程序通常无须任何关心capacity
属性。

既然已经存在了String类，那为什么要存在StringBuffer、StringBuilder类呢？
看如下代码：

public class Main
{
    public static void main(String[] args)
    {
        String str = "";
        for(int i = 0;i < 10000;i++)
            str += "Hello";
    }
}

反编译字节码之后，可以看出，每次循环都会new一个StringBuilder对象，然后进行append操作，最后用toString方法返回String对象。试想一下如果这些对象没有被JVM回收，则会造成多大的资源浪费。实际上上述操作会被JVM优化成:

StringBuilder sb = new StringBuilder(string);
sb.append("Hello");
str.toString();

再看下面的代码：

public class Main
{
    public static void main(String[] args)
    {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for(int i = 0;i < 10000;i++)
            sb.append("Hello");
    }
}

反编译其字节码文件，可以看出new操作只进行了一次，也就是说只生成一个对象，append操作是在原有对象上进行的，因此在循环10000次之后，资源消耗要小得多。

而StringBuilder呢，比StringBuffer多了一个关键字： synchronize。这个关键字在多线程操作的时起到安全保护的作用。

总之，如果在对字符串修改较少的情况下，建议使用String str = “Hello”;这种形式；如果在对字符串修改较多，则用StringBuilder；涉及到多线程，则用StringBuffer。

一些常见的面试题：
1.

String a = "hello2";
String b = "hello" + 2;
System.out.println(a == b);

a == b输出true。很明显b在编译时就被优化成“hello2”，因此在运行期间，a和b指向的是统一对象

2.

String a = "hello2";
String b = "hello";
String c = b + 2;
System.out.println(a == c);

a==c输出false，因为b是变量，不会在编译期间被优化，不会把 b + 2当成字符常量来处理的。这种情况生成的对象实际上保存在堆上。

3.

String a = "hello2";
final String b = "hello";
String c = b + 2;
System.out.println(a == c);

输出：true。被final修饰的变量，会在class文件常量池中保存一个副本。那么b + 2在编译期间会被优化成”hello” + 2。也可以把final修饰的变量看做常量。

4.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String a = "hello2";
        final String b = getHello();
        String c = b + 2;
        System.out.println((a == c));
    }

    public static String getHello() {
        return "hello";
    }
}

输出：false。因为b虽然是final变量，但是由于其赋值只能在运行期间确定。

5.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String a = "hello";
        String b =  new String("hello");
        String c =  new String("hello");
        String d = b.intern();

        System.out.println(a==b);
        System.out.println(b==c);
        System.out.println(b==d);
        System.out.println(a==d);
    }
}

输出

false
false
false
true

intern方法是一个本地方法，会在运行时常量池中查找是否存在内容相同的字符串，如果有则返回该对象的引用；如果没有，则将该字符串入池，并且返回该对象的引用，所以是true。