一篇与众不同的 String、StringBuilder 和 StringBuffer 详解（一）

碎碎念

这是一道老生常谈的问题了，字符串是不仅是 Java 中非常重要的一个对象，它在其他语言中也存在。比如 C++、Visual Basic、C# 等。字符串使用 String 来表示，字符串一旦被创建出来就不会被修改，当你想修改 StringBuffer 或者是 StringBuilder，出于效率的考量，虽然 String 可以通过 + 来创建多个对象达到字符串拼接的效果，但是这种拼接的效率相比 StringBuffer 和 StringBuilder，那就是心有余而力不足了。本篇文章我们一起来深入了解一下这三个对象。

简单认识这三个对象

String

String 表示的就是 Java 中的字符串，我们日常开发用到的使用 "" 双引号包围的数都是字符串的实例。String 类其实是通过 char 数组来保存字符串的。下面是一个典型的字符串的声明

String s = "abc";

上面你创建了一个名为 abc 的字符串。

字符串是恒定的，一旦创建出来就不会被修改，怎么理解这句话？我们可以看下 String 源码的声明

告诉我你看到了什么？String 对象是由final 修饰的，一旦使用 final 修饰的类不能被继承、方法不能被重写、属性不能被修改。而且 String 不只只有类是 final 的，它其中的方法也是由 final 修饰的，换句话说，Sring 类就是一个典型的 Immutable 类。也由于 String 􏰆的不可变性，类似字符串拼接、字符串截取等操作都会产生新的 Strign 对象。

所以请你告诉我下面

String s1 = "aaa";
String s2 = "bbb" + "ccc";
String s3 = s1 + "bbb";
String s4 = new String("aaa");

分别创建了几个对象？

• 首先第一个问题，s1 创建了几个对象。字符串在创建对象时，会在常量池中看有没有 aaa 这个字符串；如果没有此时还会在常量池中创建一个；如果有则不创建。我们默认是没有的情况，所以会创建一个对象。下同。
• 那么 s2 创建了几个对象呢？是两个对象还是一个对象？我们可以使用 javap -c 看一下反汇编代码

public class com.sendmessage.api.StringDemo {
  public com.sendmessage.api.StringDemo();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // 执行对象的初始化方法
       4: return
  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: ldc           #2                  // 将 String aaa 执行入栈操作
       2: astore_1                          # pop出栈引用值，将其（引用）赋值给局部变量表中的变量 s1
       3: ldc           #3                  // String bbbccc
       5: astore_2
       6: return
}

编译器做了优化 String s2 = "bbb" + "ccc" 会直接被优化为 bbbccc。也就是直接创建了一个 bbbccc 对象。

javap 是 jdk 自带的反汇编工具。它的作用就是根据 class 字节码文件，反汇编出当前类对应的 code 区（汇编指令）、本地变量表、异常表和代码行偏移量映射表、常量池等等信息。

javap -c 就是对代码进行反汇编操作。

• 下面来看 s3，s3 创建了几个对象呢？是一个还是两个？还是有其他选项？我们使用 javap -c 来看一下

我们可以看到，s3 执行 + 操作会创建一个 StringBuilder 对象然后执行初始化。执行 + 号相当于是执行 new StringBuilder.append() 操作。所以

String s3 = s1 + "bbb";
==
String s3 = new StringBuilder().append(s1).append("bbb").toString();
// Stringbuilder.toString() 方法也会创建一个 String 
public String toString() {
  // Create a copy, don't share the array
  return new String(value, 0, count);
}

所以 s3 执行完成后，相当于创建了 3 个对象。

• 下面来看 s4 创建了几个对象，在创建这个对象时因为使用了 new 关键字，所以肯定会在堆中创建一个对象。然后会在常量池中看有没有 aaa 这个字符串；如果没有此时还会在常量池中创建一个；如果有则不创建。所以可能是创建一个或者两个对象，但是一定存在两个对象。

说完了 String 对象，我们再来说一下 StringBuilder 和 StringBuffer 对象。

上面的 String 对象竟然和 StringBuilder 产生了千丝万缕的联系。不得不说 StringBuilder 是一个牛逼的对象。String 对象底层是使用了 StringBuilder 对象的 append 方法进行字符串拼接的，不由得对 StringBuilder 心生敬意。

不由得我们想要真正认识一下这个 StringBuilder 大佬，但是在认识大佬前，还有一个大 boss 就是 StringBuffer 对象，这也是你不得不跨越的鸿沟。

StringBuffer

StringBuffer 对象 代表一个可变的字符串序列，当一个 StringBuffer 被创建以后，通过 StringBuffer 的一系列方法可以实现字符串的拼接、截取等操作。一旦通过 StringBuffer 生成了最终想要的字符串后，就可以调用其 toString 方法来生成一个新的字符串。例如

StringBuffer b = new StringBuffer("111");
b.append("222");
System.out.println(b);

我们上面提到 + 操作符连接两个字符串，会自动执行 toString() 方法。那你猜 StringBuffer.append 方法会自动调用吗？直接看一下反汇编代码不就完了么？

上图左边是手动调用 toString 方法的代码，右图是没有调用 toString 方法的代码，可以看到，toString() 方法不像 + 一样自动被调用。

StringBuffer 是线程安全的，我们可以通过它的源码可以看出

StringBuffer 在字符串拼接上面直接使用 synchronized 关键字加锁，从而保证了线程安全性。

StringBuilder

最后来认识大佬了，StringBuilder 其实是和 StringBuffer 几乎一样，只不过 StringBuilder 是非线程安全的。并且，为什么 + 号操作符使用 StringBuilder 作为拼接条件而不是使用 StringBuffer 呢？我猜测原因是加锁是一个比较耗时的操作，而加锁会影响性能，所以 String 底层使用 StringBuilder 作为字符串拼接。