Java 基础面试题 String（一）
Java 基础面试题 String（一）
文章目录
- Java 基础面试题 String（一）
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- String、StringBuffer、StringBuilder 的区别？
- String 为什么是不可变的?
- 字符串拼接用“+” 还是 StringBuilder?
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String、StringBuffer、StringBuilder 的区别？
可变性
String 是不可变的（后面会详细分析原因）。
StringBuilder 与 StringBuffer 都继承自 AbstractStringBuilder 类，在 AbstractStringBuilder 中也是使用字符数组保存字符串，不过没有使用 final 和 private 关键字修饰，最关键的是这个 AbstractStringBuilder 类还提供了很多修改字符串的方法比如 append 方法。
abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {
char[] value;
public AbstractStringBuilder append(String str) {
if (str == null)
return appendNull();
int len = str.length();
ensureCapacityInternal(count + len);
str.getChars(0, len, value, count);
count += len;
return this;
}
//...
}
线程安全性
String 中的对象是不可变的，也就可以理解为常量，线程安全。AbstractStringBuilder 是 StringBuilder 与 StringBuffer 的公共父类，定义了一些字符串的基本操作，如 expandCapacity、append、insert、indexOf 等公共方法。StringBuffer 对方法加了同步锁或者对调用的方法加了同步锁，所以是线程安全的。StringBuilder 并没有对方法进行加同步锁，所以是非线程安全的。
性能
每次对 String 类型进行改变的时候，都会生成一个新的 String 对象，然后将指针指向新的 String 对象。StringBuffer 每次都会对 StringBuffer 对象本身进行操作，而不是生成新的对象并改变对象引用。相同情况下使用 StringBuilder 相比使用 StringBuffer 仅能获得 10%~15% 左右的性能提升，但却要冒多线程不安全的风险。
对于三者使用的总结：
- 操作少量的数据: 适用
String - 单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据: 适用
StringBuilder - 多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据: 适用
StringBuffer
String 为什么是不可变的?
String 类中使用 final 关键字修饰字符数组来保存字符串，所以String 对象是不可变的。
public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
private final char value[];
//...
}
修正：我们知道被
final关键字修饰的类不能被继承，修饰的方法不能被重写，修饰的变量是基本数据类型则值不能改变，修饰的变量是引用类型则不能再指向其他对象。因此，final关键字修饰的数组保存字符串并不是String不可变的根本原因，因为这个数组保存的字符串是可变的（final修饰引用类型变量的情况）。
String真正不可变有下面几点原因：
- 保存字符串的数组被
final修饰且为私有的，并且String类没有提供/暴露修改这个字符串的方法。String类被final修饰导致其不能被继承，进而避免了子类破坏String不可变。相关阅读：如何理解 String 类型值的不可变？ - 知乎提问
补充（来自issue 675）：在 Java 9 之后，
String、StringBuilder与StringBuffer的实现改用byte数组存储字符串。public final class String implements java.io.Serializable,Comparable<String>, CharSequence { // @Stable 注解表示变量最多被修改一次，称为“稳定的”。 @Stable private final byte[] value; } abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence { byte[] value; }Java 9 为何要将
String的底层实现由char[]改成了byte[]?新版的 String 其实支持两个编码方案：Latin-1 和 UTF-16。如果字符串中包含的汉字没有超过 Latin-1 可表示范围内的字符，那就会使用 Latin-1 作为编码方案。Latin-1 编码方案下，
byte占一个字节(8 位)，char占用 2 个字节（16），byte相较char节省一半的内存空间。JDK 官方就说了绝大部分字符串对象只包含 Latin-1 可表示的字符。
如果字符串中包含的汉字超过 Latin-1 可表示范围内的字符，
byte和char所占用的空间是一样的。这是官方的介绍：https://openjdk.java.net/jeps/254 。
字符串拼接用“+” 还是 StringBuilder?
Java 语言本身并不支持运算符重载，“+”和“+=”是专门为 String 类重载过的运算符，也是 Java 中仅有的两个重载过的运算符。
String str1 = "he";
String str2 = "llo";
String str3 = "world";
String str4 = str1 + str2 + str3;
上面的代码对应的字节码如下：
可以看出，字符串对象通过“+”的字符串拼接方式，实际上是通过 StringBuilder 调用 append() 方法实现的，拼接完成之后调用 toString() 得到一个 String 对象 。
不过，在循环内使用“+”进行字符串的拼接的话，存在比较明显的缺陷：编译器不会创建单个 StringBuilder 以复用，会导致创建过多的 StringBuilder 对象。
String[] arr = {"he", "llo", "world"};
String s = "";
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
s += arr[i];
}
System.out.println(s);
StringBuilder 对象是在循环内部被创建的，这意味着每循环一次就会创建一个 StringBuilder 对象。
如果直接使用 StringBuilder 对象进行字符串拼接的话，就不会存在这个问题了。
String[] arr = {"he", "llo", "world"};
StringBuilder s = new StringBuilder();
for (String value : arr) {
s.append(value);
}
System.out.println(s);
如果你使用 IDEA 的话，IDEA 自带的代码检查机制也会提示你修改代码。
不过，使用 “+” 进行字符串拼接会产生大量的临时对象的问题在 JDK9 中得到了解决。在 JDK9 当中，字符串相加 “+” 改为了用动态方法 makeConcatWithConstants() 来实现，而不是大量的 StringBuilder 了。这个改进是 JDK9 的 JEP 280 提出的，这也意味着 JDK 9 之后，你可以放心使用“+” 进行字符串拼接了。关于这部分改进的详细介绍，推荐阅读这篇文章：还在无脑用 StringBuilder？来重温一下字符串拼接吧 。
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