JDK源码分析 – String、StringBuilder、StringBuffer
String类的申明
public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {…}
String类用了final修饰符，表示它不可以被继承，同时还实现了三个接口, 实现Serializable接口表示String类可被序列化；实现Comparable<T> 接口主要是提供一个compareTo 方法用于比较String字符串；还实现了CharSequence 接口，这个接口代表的是char值得一个可读序列（CharBuffer, Segment, String, StringBuffer, StringBuilder也都实现了CharSequence接口）
String主要字段、属性说明
/*字符数组value，存储String中实际字符 */ private final char value[];
/*字符串的哈希值 默认值0*/ private int hash;
/*字符串的哈希值 默认值0*/ /*一个比较器，用来排序String对象, compareToIgnoreCase方法中有使用 */ public static final Comparator<String> CASE_INSENSITIVE_ORDER = new CaseInsensitiveComparator();
String 部分方法分析
String类提供了系列的构造函数，其中有几个都已经不推荐使用了，如下图：
构造函数
以下是两个常用的构造函数的实现：
//String str = new String(“123”) public String(String original) { this.value = original.value; this.hash = original.hash; } //String str3 = new String(new char[] {'1','2','3'}); public String(char value[]) { //将字符数组值copy至value this.value = Arrays.copyOf(value, value.length); }
boolean equals(Object anObject)
String 类重写了 equals 方法,将此字符串与指定的对象比较。当且仅当该参数不为 null，并且是与此对象表示相同字符序列的 String 对象时，结果才为 true。
public boolean equals(Object anObject) { //直接将对象引用相比较，相同返回true if (this == anObject) { return true; } //比较当前对象与anObject的字符序列value if (anObject instanceof String) { String anotherString = (String)anObject; int n = value.length; if (n == anotherString.value.length) { char v1[] = value; char v2[] = anotherString.value; int i = 0; while (n-- != 0) { if (v1[i] != v2[i]) return false; i++; } return true; } } return false; }
int compareTo(String anotherString)
逐位比较两个字符串的字符序列，如果某一位字符不相同，则返回该位的两个字符的Unicode 值的差，所有位都相同，则计算两个字符串长度之差，两个字符串相同则返回0
public int compareTo(String anotherString) { int len1 = value.length; int len2 = anotherString.value.length; //取长度较小的字符串的长度 int lim = Math.min(len1, len2); char v1[] = value; char v2[] = anotherString.value; int k = 0; while (k < lim) { //将两个字符串的字符序列value逐个比较，如果不等，则返回该位置两个字符的Unicode 之差 char c1 = v1[k]; char c2 = v2[k]; if (c1 != c2) { return c1 - c2; //返回Unicode 之差 } k++; } //长度较小的字符串所有位都比较完，则返回两个字符串长度之差 //如果两个字符串相同，那么长度之差为0，即相同字符串返回0 return len1 - len2; }
compareToIgnoreCase(String str)方法实现于此类似，比较时忽略字符的大小写，实现方式如下：
public int compare(String s1, String s2) { int n1 = s1.length(); int n2 = s2.length(); int min = Math.min(n1, n2); for (int i = 0; i < min; i++) { char c1 = s1.charAt(i); char c2 = s2.charAt(i); if (c1 != c2) { c1 = Character.toUpperCase(c1); c2 = Character.toUpperCase(c2); if (c1 != c2) { c1 = Character.toLowerCase(c1); c2 = Character.toLowerCase(c2); if (c1 != c2) { // No overflow because of numeric promotion return c1 - c2; } } } } return n1 - n2; }
native String intern()
当调用 intern 方法时，如果池已经包含一个等于此 String 对象的字符串（用 equals(Object) 方法确定），则返回池中的字符串。否则，将此 String 对象添加到池中，并返回此 String 对象的引用。
所有字面值字符串和字符串赋值常量表达式都使用 intern 方法进行操作，例如：String str1 = "123";
String内存位置：常量池OR堆
String对象可以直接通过字面量创建，也可以通过构造函数创建，有什么区别呢？
1．通过字面量或者字面量字符串通过”+”拼接的方式创建的String对象存储在常量池中，实际创建时如果常量池中存在，则直接返回引用，如果不存在则创建该字符串对象
2．使用构造函数创建字符串对象，则直接在堆中创建一个String对象
3．调用intern方法，返回则会将该对象放入常量池（不存在则放入常量池，存在则返回引用）
下面举例说明String对象内存分配情况：
String str1 = new String("123"); String str2 = "123"; String str3 = "123"; String str4 = str1.intern(); System.out.println(str1==str2); // false str1在堆中创建对象，str2在常量池中创建对象 System.out.println(str2==str3); // true str2在常量池中创建对象,str3直接返回的str2创建的对象的引用 所以str2和str3指向常量池中同一个对象 System.out.println(str4==str3); // true str4返回常量池中值为"123"的对象，因此str4和str2、str3都相等
关于字符串拼接示例：
public class StringTest { public static final String X = "ABC"; // 常量X @Test public void Test() { String str5 = new String("ABC"); String str6 = str5+"DEF"; //堆中创建 String str7 = "ABC"+"DEF"; //常量池 String str8 = X+"DEF"; //X为常量,值是固定的,因此X+"DEF"值已经定下来为ABCDEF，实际上编译后得代码相当于String str8 = "ABCDEF" String str9 = "ABC"; String str10 = str9+"DEF"; //堆中 System.out.println(str6==str7); //false System.out.println(str8==str7); //true System.out.println(str10==str7); //false
System.out.println(X==str9); //true
} }
反编译后的代码看一下便一目了然:
内存分配如下：
String、StringBuffer、StringBuilder
由于String类型内部维护的用于存储字符串的属性value[]字符数组是用final来修饰的：
/** The value is used for character storage. */ private final char value[];
表明在赋值后不可以再修改，因此我们认为String对象一经创建后不可变，在开发过程中如果碰到频繁的拼接字符串操作，如果使用String提供的contact或者直接使用”+”拼接字符串会频繁的生成新的字符串，这样使用显得低效。Java提供了另外两个类：StringBuffer和StringBuilder，用于解决这个问题：
看一下下面的代码：
String str1="123"; String str2="456"; String str3="789"; String str4 = "123" + "456" + "789"; //常量相加，编译器自动识别 String str4=“123456789” String str5 = str1 + str2 + str3; //字符串变量拼接，推荐使用StringBuilder StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append(str1); sb.append(str2); sb.append(str3);
下面是StringBuilder类的实现，只截取了分析的部分代码：
public final class StringBuilder extends AbstractStringBuilder implements java.io.Serializable, CharSequence { //拼接字符串 @Override public StringBuilder append(String str) {
//调用父类AbstractStringBuilder.append
super.append(str); return this;
}
}
abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence { /** * 存储字符串的字符数组，非final类型，区别于String类 */ char[] value; /** * The count is the number of characters used. */ int count; public AbstractStringBuilder append(String str) { if (str == null) return appendNull(); int len = str.length(); //检查是否需要扩容 ensureCapacityInternal(count + len); //字符串str拷贝至value str.getChars(0, len, value, count); count += len; return this; } private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) { // overflow-conscious code // minimumCapacity=count+str.length //拼接上str后的容量 如果 大于value容量，则扩容 if (minimumCapacity - value.length > 0) { //扩容，并将当前value值拷贝至扩容后的字符数组，返回新数组引用 value = Arrays.copyOf(value, newCapacity(minimumCapacity)); } } //StringBuilder扩容 private int newCapacity(int minCapacity) { // overflow-conscious code // 计算扩容容量 // 默认扩容后的数组长度是按原数（value[]）组长度的2倍再加上2的规则来扩展,为什么加2？ int newCapacity = (value.length << 1) + 2; if (newCapacity - minCapacity < 0) { newCapacity = minCapacity; } return (newCapacity <= 0 || MAX_ARRAY_SIZE - newCapacity < 0) ? hugeCapacity(minCapacity) : newCapacity; } }
StringBuffer和StringBuilder用一样，内部维护的value[]字符数组都是可变的，区别只是StringBuffer是线程安全的，它对所有方法都做了同步，StringBuilder是线程非安全的，因此在多线程操作共享字符串变量的情况下字符串拼接处理首选用StringBuffer, 否则可以使用StringBuilder，毕竟线程同步也会带来一定的消耗。
