还搞不清楚String、StringBuilder、StringBuffer？

一、String——引用类型，而不是基本数据类型

二、StringBuffer类

三、StringBuilder类

四、String、StringBuffer、StringBuilder比较

五、String、StringBuffer、StringBuilder的选择

一、String——引用类型，而不是基本数据类型

1.先来看看String继承了哪些类、实现了哪些接口（我的jdk版本是21）

2.从图可以看出String实现了5个接口，然后我们知道每个类都继承了Object类，所以这个就忽略了，我们就来看一下这几个接口的作用。

接口	作用
`Serializable`	表示一个类的对象可以被序列化和反序列化（就是可以将一个对象存到网络或者本地中）
`Comparable`	表示String可以比较大小
`CharSequence`	表示一系列字符的接口。它提供了一些方法来处理和访问字符序列
`Constable`	constable 类型是指其值是常量的类型，这些常量可以在 Java 类文件的常量池中表示
`ConstantDesc`	用于描述常量池中的常量

3.String的特点:

3.1 String类不能被继承，因为被final关键字修饰。

3.2 String内部使用private final byte[] value来存储字符串数据。

注：jdk<=8的版本使用的是char[] 类型来保存的。为什么呢？主要是因为节省内存空间，官方文档有说明：JEP 254: Compact Strings

简单解释一下：就是我们大多数情况下使用的字符都是英文字符，然后英文字符需要一个字节，如果使用char的话，就会浪费空间（一个char是2个字节，浪费1个字节的空间）。使用byte就不会浪费空间（一个byte是1个字节）。

3.3 value被final关键字修饰，就说明value不可修改，这里不可修改指的是value所指的地址不能修改，里面的数据还是可以修改的。看图：

3.4 修改String类型的变量的值，会重新指向常量池的某个字符串常量，下面会单独讲。

4.创建String的两种方式：

第一种：String str1 = “hello”; “hello”就是一个常量

第二种：String str2 = new String("hello");

区别：方式一是先从常量池查看是否有"hello"数据，如果有，则直接指向；如果没有则创建，然后指向。str1最终指向的是常量池的某个常量的内存地址。

方式二是先从堆中创建空间，里面维护了value属性，指向常量池的"hello"内存地址。如果常量池没有"hello"，则创建；如果有，直接通过value指向。最终str2指向的是堆中的String对象内存地址。

内存图：

5.当为String类型的变量重新赋值会发生什么？

String str = "hello";

str = "hello world";

5.1 当执行String str = "hello"会发生什么？它首先会去看运行时常量池是否有"hello"，如果常量池没有，则要在常量池中创建一个"hello"，然后str指向常量池的"hello"；如果常量池有，则str直接指向常量池的"hello"。

5.2 当执行str = "hello world"会发生什么？首先会去看常量池是否有"hello world"，如果常量池没有，则要在常量池中创建一个"hello world"，然后str指向常量池的"hello world"；如果常量池有，则str直接指向常量池的"hello world"。

总结：可以看出String效率很低，如果多次执行这些改变串内容的操作，会导致大量副本字符串对象存留在内存中，降低效率；如果这样的操作放到循环中，会极大影响程序的性能，所以如果我们需要对String做大量修改，就不要使用String。

二、StringBuffer类

1.先来看看StringBuffer继承了哪些类、实现了哪些接口（我的jdk版本是21）

2.从图可以看出StringBuffer实现了4个接口，继承了AbstractStringBuilder类，我们就来看一下Appendable接口作用吧，其它的String已经讲过了，就不讲了。

接口	作用
`Appendable`	定义了可以追加字符序列的类

3.StringBuffer的特点

3.1 StringBuffer也不能被继承，因为被final关键字修饰。

3.2 StringBuffer内部是使用父类AbstractStringBuilder的成员变量byte[] value来保存字符串数据的

注：jdk<=8的版本使用的是char[] 类型来保存的。

3.3 注意byte[] value没有被final关键字修饰，所以StringBuffer是可变的。

3.4 byte[] value指向的是堆中byte[]对象，而不是指向常量池的某个字符串常量，下面会单独讲。

3.5 它是线程安全的，内部的方法都用synchronized来修饰。

4.使用StringBuffer

StringBuffer buffer = new StringBuffer("hello");

代码解释：在堆中创建StringBuffer对象，然后buffer指向该对象，"hello"存在StringBuffer的成员变量value中，value是指向堆的一个byte[]对象，这个byte[]对象的值为"hello"。

内存图：

5.当为StringBuffer类型的变量重新赋值会发生什么？

StringBuffer buffer = new StringBuffer("hello");

buffer = new StringBuffer("world");

buffer.append(" java");

当为buffer重新赋值时，就是在堆中重新创建一个StringBuffer对象，然后buffer指向该对象，new StringBuffer("hello");这个对象没有被引用，所以就会被垃圾回收器回收。

当执行buffer.append(" java")时，它会直接将" java"添加到world后面，所以buffer的内容就变成了"world java"。

6.value的大小为多少呢？

当调用的是public StringBuffer()时，会初始化大小为16。

当调用public StringBuffer(int capacity)时，大小为外部设置的值。

当调用public StringBuffer(String str)时，它先获取字符串的长度，然后进行判断，如果长度小于Integer.MAX_VALUE-16的话，容量就设为length+16；如果长度大于Integer.MAX_VALUE-16的话，容量就设置为Integer.MAX_VALUE（int MAX_VALUE = 0x7fffffff = 2的31次方-1）。

当调用AbstractStringBuilder(CharSequence seq)时，流程和public StringBuffer(String str)一样。

7.详细讲解append方法

首先判断传进来的str是否为null，如果为null，则为当前StringBuffer的内容追加null。但是如果当前容量不够追加null，则会执行方法ensureCapacityInternal(count + 4);进行扩容（它怎么扩容的一会我们在讲），它扩容四个字符，存放null4个字符，例如：

如果str不为null，则先获取str的长度，然后进行判断是否需要扩容（扩容一会再说），如果需要则ensureCapacityInternal(count + len);扩容已用字符个数加str长度。然后进行复制的方式，进行修改内容，就是先将value的内容复制到一个新的byte[]中，然后将追加的字符添加到byte[]中，最后将新byte[]赋值给value。

讲讲扩容：将传进来的值和旧容器大小进行比较，如果小于0，则不需要扩容，还能再用；如果大于0，则需要扩容，然后通过复制达到扩容。

8.StringBuffer是线程安全的！

它的全部方法都用了synchronized关键字修饰。

9.String VS StringBuffer

String保存的是字符串常量，里面的值不能更改，每次String类的修改，实际上就是修改指向的地址，效率低。
StringBuffer保存的是字符串变量，里面的值是可以更改的，每次StringBuffer的更新实际上是直接更新内容（使用append），不用每次更新地址，效率极高
String和StringBuffer都是线程安全的，因为String是不可变的，StringBuffer的方法都使用了synchronized关键字修饰。

三、StringBuilder类

1.先来看看StringBuilder继承了哪些类、实现了哪些接口（我的jdk版本是21）

2.对应接口的作用可以看上面，这里就不一一介绍了。

3.StringBuilder的特点

3.1 StringBuilder也不能被继承，因为被final关键字修饰。

3.2 StringBuilder内部是使用父类AbstractStringBuilder的成员变量byte[] value来保存字符串数据的

注：jdk<=8的版本使用的是char[] 类型来保存的。

3.3 注意byte[] value没有被final关键字修饰，所以StringBuilder是可变的。

3.4 byte[] value指向的是堆中byte[]对象，而不是指向常量池的某个字符串常量，下面会单独讲。

3.5 它是线程不安全的。

4.使用StringBuilder

StringBuilder builder= new StringBuilder("hello");

代码解释：在堆中创建StringBuilder对象，然后builder指向该对象，"hello"存在StringBuilder 的成员变量value中，value是指向堆的一个byte[]对象，这个byte[]对象的值为"hello"。

内存图就不画了，和buffer是一样的，大家可以试着去画一下。

四、String、StringBuffer、StringBuilder比较

StrignBuffer和StringBuilder非常相似，均代表可变的字符序列，而且方法也一样。
String是不可变字符序列，效率低，但复用率高（多个String指向同一个字符串数据）。
StringBuffer是可变字符序列，效率较高、线程安全。
StringBuilder是可变字符序列，效率最高、线程不安全。

怎么证明呢？我们来使用代码证明一下：

解释代码：用循环修改String、StringBuffer、StringBuilder里面的内容，然后看看他们各自耗时多久。运行结果：

可以看到StringBuilder耗时最短，String耗时最长并且是StringBuffer和StringBuilder的百倍。可以看到在需要更改字符串内容时，String效率很低，会影响程序的性能。StringBuffer之所以会比StringBuilder耗时久一点，是因为它一旦访问append方法，就会先去拿锁，然后进行相应的操作。StringBuilder一旦执行append，就直接进行相应的操作。