• 1 String不可變性
• 2 不可變的好處
• 3 String+和StringBuilder效率差異
• 4 String, StringBuffer and StringBuilder
• 5 String與JVM記憶體管理
• 6 String api方法

1 String不可變性

1. String類被宣告為 final，因此它不可被繼承，
2. 內部使用char陣列存盤資料，該陣列被宣告為final，這意味著value陣列初始化之后就不能再指向其它陣列，
3. String內部沒有改變value陣列的方法
4. String類中所有修改String值的方法，如果內容沒有改變，則回傳原來的String物件參考，如果改變了，創建了一個全新的String物件，包含修改后的字串內容，最初的String物件沒有任何改變，（目的：節約存盤空間、避免額外的開銷）

//String的類宣告以及value欄位代碼：
public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    private final char value[]; //字符陣列存盤String的內容
    /** Cache the hash code for the string */
    private int hash; // Default to 0
}

不可變的驗證分析：

public class Immutable {
    public static String upcase(String s) {
        return s.toUpperCase();
    }
    public static void main(String[] args) {
        String q = "howdy";
        System.out.println(q); // howdy
        String qq = upcase(q);
        System.out.println(qq); // HOWDY
        System.out.println(q); // howdy
    }
} /* 輸出:
    howdy
    HOWDY
    howdy
    *///:~

1. 當把q傳給upcase0方法時，實際傳遞的是參考的一個拷貝，
2. upcase0方法中，傳入參考s，只有upcase0運行的時候，區域參考s才存在，一旦upcase0運行結束，s就消失，upcaseO的回傳值是最終結果的參考，
3. 綜上，upcase()回傳的參考已經指向了一個新的物件，而原本的q則還在原地，

延伸結論：

String物件作為方法的引數時，都會復制一份參考，引數傳遞是參考的拷貝

2 不可變的好處

1. 可以快取 hash 值
String的hash值經常被使用，例如String用做HashMap的key，不可變的特性可以使得hash值也不可變，因此只需要進行一次計算，

2. String Pool 的需要
如果一個String物件已經被創建過了，那么就會從 String Pool 中取得參考，只有String是不可變的，才可能使用 String Pool，

3. 執行緒安全
String不可變性天生具備執行緒安全，可以在多個執行緒中安全地使用，

3 String+和StringBuilder效率差異

String使用“+”表示字串拼接

先說結論：

1. “+”操作，javac編譯器會自動優化為StringBuilder.append() 呼叫，
2. StringBuilder要比“+”操作高效
3. 涉及回圈追加的，手動創建StringBuilder物件操作比“+”操作編譯器優化，更高效

驗證：

public class StringBuilderTest {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "ABC";
        String s2 = "123";
        String result = s1+s2;
        System.out.println(result);
    }
}

編譯并查看位元組碼：javap -verbose StringBuilderTest.class

執行程序：
呼叫了2次append()方法，最后呼叫StringBuilder.toString()回傳最終結果

為什么StringBuilder要比+高效？

1. +操作，按照：每次追加都創建新的String物件，把字符加入value陣列中，這里產生一次物件創建操作，以及對應的垃圾回收
2. StringBuilder的底層陣列value也是用到了char[]，但它沒有宣告為final，故它可變，所以追加內容時不用創建新的陣列，而是直接修改value
3. StringBuilder比+省去String物件創建以及垃圾回收的開銷，因此效率更高，

原始碼追溯：

 //StringBuilder.append()
 @Override
    public StringBuilder append(char c) {
        super.append(c);
        return this;
    }
   // 父類 AbstractStringBuilder.append()
     @Override
    public AbstractStringBuilder append(char c) {
        ensureCapacityInternal(count + 1);
        value[count++] = c;
        return this;
    }
    //AbstractStringBuilder value 欄位
    abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {
    //The value is used for character storage.
    char[] value; // 沒有宣告為final，因此value可變
    }

手動實作StringBuilder物件操作比編譯器自行優化，更高效：

1. 通過位元組碼分析可知（我這里省去了，可以自己實作驗證）：回圈部分的代碼更簡短、更簡單，而且它只生成了一個StringBuilder物件，
2. 顯式地創建StringBuilder還允許你預先為其指定大小，如果你已經知道最終的字串大概有多長，那預先指定StringBuilder的大小可以避免多次重新分配緩沖，

當你為一個類撰寫toString方法時，如果字串操作比較簡單，那就可以信賴編譯
器，它會為你合理地構造最終的字串結果，但是，如果你要在toString0方法中使用回圈，那
么最好自己創建一個StringBuilder物件來實作，

4 String, StringBuffer and StringBuilder

可變性

1. String 不可變
2. StringBuffer和StringBuilder可變

執行緒安全

1. String不可變，因此是執行緒安全的
2. StringBuilder 不是執行緒安全的
3. StringBuffer 是執行緒安全的，內部使用synchronized進行同步

效率

1. 如果要操作少量的資料用String
2. 單執行緒環境且字串緩沖區涉及大量資料 StringBuilder
3. 多執行緒環境且字串緩沖區涉及大量資料 StringBuffer

5 String與JVM記憶體管理

一、引入字串常量池

1. Javac編譯后，位元組碼檔案中有一塊區域：常量池，存盤了包括類中宣告的字串常量值等字面量
2. 運行時，JVM開辟實際記憶體空間：字串常量值寫入了字串常量池，屬于方法區的一部分，

案例1：

String s1 = "win";
String s2 = "win";
System.out.println(s1==s2);
//輸出結果：true
//參考 s1  s2 的值等于win在字串常量池的地址值

結論：
參考 s1 s2 的值等于win在字串常量池的地址值

分析位元組碼的執行程序：

案例2：

public class StringPool {
    public static void main(String[] args) {
        String s3 = new String("win");
        String s4 = new String("win");
        System.out.println(s3==s4);//false
    }
}

結論：
通過new運算子創建的字串物件不指向字串池中的任何物件，
位元組碼分析：

綜上：

public class StringPool {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "win";
        String s2 = "win";
        String s3 = new String("win");
        String s4 = new String("win");

        System.out.println(s1==s2);//true
        System.out.println(s1==s3);//false
        System.out.println(s3==s4);//false
    }
}

6 String api方法

從這個表中可以看出，當需要改變字串的內容時，String類的方法都會回傳一個新的String物件，同時，如果內容沒有發生改變，String的方法只是回傳指向原物件的參考而已，這可以節約存盤空間以及避免額外的開銷，

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