浅析 String

一、创建字符串

    //三种常用的构造字符串的方式
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "hello";
        
        String str2 = new String("world");
        
        char[] chars = {'a','b','c'};
        String str3 = new String(chars);
    }

注意： String是引用类型，内部并不存储字符串本身。通过查看String类的实现源码可以发现，字符串实际由两部分value数组、hash值组成，字符串实际保存在char类型的数组中：

二、字符串与常量池

以下程序输出的结果是什么？在此过程中创建了几个String对象？

    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "Hello";
        String str2 = "Hello";

        String str3 = new String("Hello");
        System.out.println(str1==str2);
        System.out.println(str1==str3);
    }

分析： 双引号引起来的内容时存放在字符串常量池的，在直接赋值时，如果在字符串常量池中存在就直接返回常量池中字符串的引用，如果不存在则先在字符串常量池中创建一份。如果通过new创建字符串对象，同样会按照如上步骤检查常量池，只不过最后返回的是通过new创建的字符串对象。

最后我们说结论：此过程中str1会在常量池创建1个字符串对象，str2创建0个字符串对象，str3在堆区创建1字符串个对象。且str1==str2，str1！=str3.

具体过程如下草图：

总结：

直接赋值产生1或0个字符串对象，使用newString()赋值时产生2或1字符串对象。赋值时先看字符串常量池，如果字符串常量池中没有，就在常量池中创建一个，如果有，前者直接赋值则直接引用，后者使用new String()在堆内存中还需创建一个实例对象（此时引用变量指向的是堆内存中创建的实例对象，而不是常量池中的实例对象）。

字符串常量池的作用：

“池” 是编程中的一种常见的, 重要的提升效率的方式。 对于字符串常量池来说，每次使用相同字面类型的常量时，Java会首先在字符串常量池中查找是否存在该常量的实例，如果存在则直接返回引用，避免重复创建新的实例，从而提高程序的运行速度并节省内存。

三、字符串的不可变性

1.String类在设计时就是不可改变的，String类实现描述中已经说明了。

2.所有涉及到可能修改字符串内容的操作都是创建一个新对象，改变的是新对象。

为什么 String 要设计成不可变的?

1. 方便实现字符串对象池. 如果 String 可变, 那么对象池就需要考虑写时拷贝的问题了.
2. 不可变对象是线程安全的.
3. 不可变对象更方便缓存 hash code, 作为 key 时可以更高效的保存到 HashMap 中

四、字符串的拼接

上面我们说String被设计成不可变类型，那么字符串的拼接该怎么解释呢？

    public static void main(String[] args) {
        String str="hello";
        str+="world";
        System.out.println(str);
    }

我们将上面的代码进行编译，其实它的底层实现如下：

    public static void main4(String[] args) {
        //上述代码的底层实现：
        String str = "hello";

        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append(str);
        stringBuilder.append("abc");
        str = stringBuilder.toString();

        System.out.println(str);
    }

所以，每次字符串的拼接底层都会创建一个StringBuilder对象，最后通过toString再返回一个新的String对象，可以想象如果在一个循环中使用字符串的拼接，那么它的效率将会非常低。话说回来，上面提到了StringBuilder，他究竟是什么？下面我们详细介绍：

五、StringBuilder和StringBuffer

由于String的不可更改特性，为了方便字符串的修改，Java中又提供StringBuilder和StringBuffer类。与String类的不同就是，在这些类中的对字符串修改的方法都是直接对原字符串进行修改，最后返回的都是修改后的原字符串。

此外，StringBuffer和StringBulider方法都是一样的，区别是StringBuffer被synchronized（锁）修饰，（线程安全）用在多线程情况下。单线程下一般用StringBuilder，因为频繁的加锁和释放锁也是需要耗费系统资源的。

（1）String、StringBuffer、StringBuilder的区别

1. String的内容不可修改，StringBuffer与StringBuilder的内容可以修改。
2. StringBuffer与StringBuilder大部分功能是相似的。
3. StringBuffer采用同步处理，属于线程安全操作；而StringBuilder未采用同步处理，属于线程不安全操作

（2）三者之间的转换

1. StringBuffer或StringBuilder转String：调用toString方法
2. String转StringBuffer或StringBuilder：利用它们的构造方法或append()方法

经典例题： 在不考虑常量池之前是否存在的情况下，以下总共创建了多少个String对象？

String str = new String("ab"); // 会创建多少个对象
String str = new String("a") + new String("b"); // 会创建多少个对象
//答案：2 5

解析：

对于代码 String str = new String(“ab”); 会创建两个String对象。首先，"ab"字面量会在字符串常量池中创建一个String对象，然后通过调用new String()构造函数创建第二个String对象。

对于代码 String str = new String(“a”) + new String(“b”); 会创建五个String对象。首先，字面量 “a” 和 “b” 分别会在字符串常量池中创建两个String对象。接着，通过 new String() 构造函数创建了另外两个String对象。最后，通过字符串拼接操作符 + 进行连接时，会创建一个新的String对象，其值为拼接结果 “ab”。