stringbuffer和stringbuilder是什么_Java编程

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字符串常量池

什么是字符串常量池?
JVM为了减少字符串对象的重复创建，其维护了一块特殊的内存，这段内存被称为字符串常量池（存储在方法区中）。
具体实现
当代码中出现字符串时，JVM首先会对其进行检查。
- 如果字符串常量池中存在相同内容的字符串对象，如果有，则不再创建，直接返回这个对象的地址返回。
- 如果字符串常量池中不存在相同内容的字符串对象，则创建一个新的字符串对象并放入常量池，并返回新创建的字符串的引用地址。
- new String(“str”)时，首先也会去检查常量池是否存在“str”（存在则不创建、不存在则在常量池先创建一个），然后在堆空间再开辟一块内存区域创建字符串对象。

String 与 CharSequence区别

在这里插入图片描述

String 继承于CharSequence，也就是说String也是CharSequence类型。
CharSequence是一个接口，它只包括length(), charAt(int index), subSequence(int start, int end)这几个API接口。
除了String实现了CharSequence之外，StringBuffer和StringBuilder也实现了CharSequence接口。
CharSequence就是字符串，String, StringBuilder和StringBuffer本质上都是通过字符数组实现的！
CharSequence与String都能用于定义字符串，但CharSequence的值是可读可写字符串，而String的值是只读字符串。

概述String,StringBuffer与StringBuilder的区别

String在java编程中广泛应用，首先从源码进行分析
在这里插入图片描述
String底层是一个final类型的字符数组，所以String的值是不可变的，每次对String的操作都会生成新的String对象，造成内存浪费而StringBuffer和StringBuilder就不一样了，他们两都继承了AbstractStringBuilder抽象类，从AbstractStringBuilder抽象类中我们可以看到
在这里插入图片描述
他们的底层都是可变的字符数组，所以在进行频繁的字符串操作时，建议使用StringBuffer和StringBuilder来进行操作。

接着看一下他们的继承结构以及部分源码实现

StringBuffer.apped()方法是线程安全的
在这里插入图片描述

StringBuilder.apped()方法线程不安全
在这里插入图片描述

从这三张图我们不难得知：

StringBuilder 类在 Java 5 中被提出，它和 StringBuffer 之间的最大不同在于 StringBuilder 的方法不是线程安全的（不能同步访问）
由于 StringBuilder 相较于 StringBuffer 有速度优势，所以多数情况下建议使用 StringBuilder 类。然而在应用程序要求线程安全的情况下，则必须使用 StringBuffer 类。

细说一下String

String并不是基本数据类型，而是一个对象。
字符串为对象，那么在初始化之前，它的值为null，到这里就有必要提下””、null、new String()三者的区别。
null 表示string还没有new ，也就是说对象的引用还没有创建，也没有分配内存空间给他，
而””、new String()则说明了已经new了，只不过内部为空，但是它创建了对象的引用，是需要分配内存空间的。

java的虚拟机在内存中开辟出一块单独的区域，用来存储字符串对象，这块内存区域被称为字符串常量池(字符串缓冲池)。那个java的字符串缓冲池是如何工作的呢？

String a = "abc";
String b = "abc";
String c = new String("xyz");

在这里插入图片描述

String a = "abc";

创建字符串的时候先查找字符串常量池中有没有相同的对象，如果有相同的对象就直接返回该对象的引用，如果没有相同的对象就在字符串常量池中创建该对象，然后将该对象的引用返回。对于这一步而言，缓冲池中没有abc这个字符串对象，所以首先创建一个字符串对象，然后将对象引用返回给a。

String b = "abc";

这一句也是想要创建一个对象引用变量b使其指向abc这一对象。这时，首先查找字符串常量池，发现abc这个对象已经有了，这是就直接将这个对象的引用返回给b，此时a和b就共用了一个对象abc，不过不用担心，a改变了字符串不会影响b，因为字符串都是常量，一旦创建就没办法修改了，除非创建一个新的对象。

String c = new String("xyz");

String c = new String(“xyz”); JVM首先是在字符串常量池中找”xyz” 字符串，如果没有创建字符串常量，然后放到常量池中，若已存在，则不需要创建；当遇到 new 时，还会在内存（不是字符串常量池中）上创建一个新的String对象，存储”Hello”，并将内存上的String对象引用地址返回。

从上边的分析可以看出，当new一个字符串时并不一定是创建了一个新的对象，有可能是与别的引用变量共同使用了同一个对象。下面看几个常见的有关字符串常量池的问题。

创建了几个对象

String a = "abc";
String b = "abc";
String c = new String("xyz");
String d = new String("xyz");
String e = "ab" + "cd";

这个程序与上边的程序比较相似，我们分比来看一下：

String a = “abc”；这一句由于常量池中没有abc这个字符串对象，所以会创建一个对象；
String b = “abc”；由于常量池中已经有了abc这个对象，所以不会再创建新的对象；
String c = new String(“xyz”)；由于常量池没有xyz这个字符串对象，所以会首先创建一个xyz的对象，然后放到常量池中，然后new的时候，在内存中（不是常量池中）又创建了一个新的字符串对象，所以一共创建了两个对象；

4、String d = new String(“xyz”)；常量池中已有该字符串对象，则常量池中不再创建该对象，然后会在new的时候内存中创建一个新的字符串对象，所以只创建了一个对象；

5、String e = ”ab” + ”cd”；由于常量的值在编译的时候就被确定了。所以这一句等价于String e = ”abcd”；所以创建了一个对象；

所以创建的对象的个数分别是：1，0，2，1，1。

了解了String类的工作原理，回归问题本身。
在String的工作原理中，已经提到了，new 一个String对象，是需要先在字符串常量中查找相同值或创建一个字符串常量，然后再在内存中创建一个String对象，所以 String str = new String(“xyz”); 会创建两个对象。

到底相等不相等

我们知道两个字符串对象相等的判断要用equal而不能使用==，但是学习了字符串常量池以后，应该知道为什么不能用==，什么情况下==和equal是等价的>

首先，必须知道的是

equal比较的是两个字符串的值是否相等
==比较的是两个对象的内存地址是否相等

实例一：

public static void main(String[] args) { 
    
    String s1 = "money"; 
    String s2 = "money"; 
    if (s1 == s2) { 
   
    	System.out.println("s1 == s2"); 
    } else { 
   
    	System.out.println("s1 != s2"); 
    }
}

执行结果: s1 == s2
分析: 通过对字符串常量池的了解，我们知道s1和s2都是指向字符串常量池中的同一个对象，所以内存地址是一样的，所以用==可以判断两个字符串是否相等。

实例二：

public static void main(String[] args) { 
    
  	String s1 = "money"; 
    String s2 = new String("money"); 
    if (s1 == s2) { 
   
    	System.out.println("s1 == s2"); 
    } else { 
   
		 System.out.println("s1 != s2"); 
	}
    if (s1.equals(s2)) { 
   
    	System.out.println("s1 equals s2"); 
    } else { 
   
    	System.out.println("s1 not equals s2"); 
    }
}

执行结果:
s1 != s2
s1 equals s2

分析: String s2 = new String(“money”)；这一句话没有在字符串常量池中创建新的对象，但是会在内存的其他位置创建一个新的对象，所以s1是指向字符串常量池的，s2是指向内存的其他位置，两者的内存地址不同的。

实例三：

public static void main(String[] args) { 
    
    String s1 = "money"; 
    String s2 = new String("money"); 
    s2 = s2.intern(); 
    if (s1 == s2) { 
   
        System.out.println("s1 == s2"); 
    }else { 
   
        System.out.println("s1 != s2"); 
    }
    if (s1.equals(s2)) { 
   
        System.out.println("s1 equals s2"); 
    }else { 
   
        System.out.println("s1 not equals s2"); 
    }
}

输出结果：
s1 == s2
s1 equals s2
分析： 先来说说intern()这个方法的作用吧，这个方法的作用是返回在字符串常量池中的对象的引用，所以s2指向的也是字符串常量池中的地址，和s1是相等的。

intern()方法:返回在字符串常量池中的对象的引用

实例四：

public static void main(String[] args) { 
    
    String Monday = "Monday";  
    String Mon = "Mon";  
    String  day = "day";  
    System.out.println(Monday == "Mon" + "day");  
    System.out.println(Monday == "Mon" + day);  

}

输出结果：
true
false
分析: 第一个为什么等于true我们已经说过了，因为两者都是常量所以在编译阶段就已经能确定了，在第二个中，day是一个变量，所以不能提前确定他的值，所以两者不相等，从这个例子我们可以看出，只有+连接的两边都是字符串常量时，引用才会指向字符串常量池，否则都是指向内存中的其他地址。

实例五：

public static void main(String[] args) { 
    
    String Monday = "Monday";  
    String Mon = "Mon";  
    final String  day = "day";  
    System.out.println(Monday == "Mon" + "day");  
    System.out.println(Monday == "Mon" + day);  
}

输出结果：
true
true
分析： 加上final后day也变成了常量，所以第二句的引用也是指向的字符串常量池。

String有没有线程安全问题

String类是一个不可变对象，其它有两层意思：

一是String类是一个final类，不能产生一个String的子类；
二是在String类中提供的所有方法中，如果有String返回值就会创建一个String对象，不对原对象进行修改，这就保证了原对象不可改变。

总结

Java中String对象是不可变的
Java支持通过构造方法或字面常量创建字符串
字符串对象存放的位置可能在堆内存，也可能在字符串常量池（和创建方法以及JDK的版本有关）。使用构造方法构建的字符串对象一定在堆内存，如果堆该字符串对象调用String.intern()方法，则可以将该字符串移入字符串常量池。
字符串常量池在JVM底层本质上是一个Hashtable
字符串上支持很多操作API，例如字符串连接、截取字符串、trim、替换字符等等，这些操作看似是写操作，实际上都会返回一个新的字符串
字符串的连接方式：“+”运算符重载，底层是依靠StringBuilder实现的；String.contact()方法，底层是依赖Array.copy实现的；ringBuilder，通过预先分配一个字符缓冲区来进行字符串的连接，适合大批量字符串连接的情况
StringBuilder是JDK1.5提供的，目的是补充StringBuffer用在单线程环境下——不必要且性能低的不足。
String、StringBuilder和StringBuffer的底层数据结构都是char[]数组，不同的是String将该char数组设置成了不可变的（final）
String的intern()方法调用该方法时，如果字符串常量池中包括了一个等于此String对象的字符串（由equals方法确定），则返回池中的字符串的引用。否则，将此String对象添加到池中，并且返回此池中对象的引用。
- 在JDK6中，不推荐大量使用intern方法，因为这个版本字符串缓存在永久代中，这个空间是有限了，除了FullGC之外不会被清楚，所以大量的缓存在这容易OutOfMemoryError。

在这里插入图片描述

如果要操作少量的数据用 String；
多线程操作字符串常量池下操作大量数据 StringBuffer；
单线程操作字符串常量池下操作大量数据 StringBuilder。

字符串在JDK1.6—JDK1.8的区别

在JDK1.6及以前,常量池在方法区,这时的方法区也叫做永久代，其中存放的是字符串的实例(字符串存在永久代中，容易出现性能问题和内存溢出。)
在JDK1.7（含）方法区合并到了堆内存中,这时的常量池也可以说是在堆内存中，存储的是字符串对象的引用，字符串实例是在堆中

1.6之后的版本把字符串放入了堆中，避免了永久代被挤满。
JDK1.8 已移除永久代，方法区又从堆内存中剥离出来了，字符串常量池是在本地内存当中，存储的也只是引用。但实现方式与之前的永久代不同,这时的方法区被叫做元空间,常量池就存储在元空间。

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字符串常量池

String 与 CharSequence区别

概述String,StringBuffer与StringBuilder的区别

细说一下String

创建了几个对象

到底相等不相等

String有没有线程安全问题

总结

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