目錄
1 String不可變性
- String類被宣告為 final，因此它不可被繼承。
- 內部使用char陣列儲存資料，該陣列被宣告為final，這意味著value陣列初始化之後就不能再指向其它陣列。
- String內部沒有改變value陣列的方法
- String類中所有修改String值的方法，如果內容沒有改變，則返回原來的String物件引用，如果改變了，建立了一個全新的String物件，包含修改後的字串內容，最初的String物件沒有任何改變。（目的：節約儲存空間、避免額外的開銷）
//String的類宣告以及value欄位程式碼：
public final class String
implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
private final char value[]; //字元陣列儲存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
*///:~
- 當把q傳給upcase0方法時，實際傳遞的是引用的一個複製。
- upcase0方法中，傳入引用s，只有upcase0執行的時候，區域性引用s才存在。一旦upcase0執行結束，s就消失。upcaseO的返回值是最終結果的引用。
- 綜上，upcase()返回的引用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，都會複製一份引用，引數傳遞是引用的複製
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物件已經被建立過了，那麼就會從 String Pool 中取得引用。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：
- “+”操作，javac編譯器會自動最佳化為StringBuilder.append() 呼叫。
- StringBuilder要比“+”操作高效
- 涉及迴圈追加的，手動建立StringBuilder物件操作比“+”操作編譯器最佳化，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);
}
}
編譯並檢視位元組碼：javap -verbose StringBuilderTest.class
執行過程：
呼叫了2次append()方法，最後呼叫StringBuilder.toString()返回最終結果
為什麼StringBuilder要比+高效？
- +操作，按照：每次追加都建立新的String物件，把字元加入value陣列中。這裡產生一次物件建立操作，以及對應的垃圾回收
- 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建立新的陣列，而是直接修改value
- StringBuilder比+省去String物件建立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
}
手動實現StringBuilder物件操作比編譯器自行最佳化，更高效：
- 透過位元組碼分析可知（我這裡省去了，可以自己實現驗證）：迴圈部分的程式碼更簡短、更簡單，而且它只生成了一個StringBuilder物件。
- 顯式地建立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衝。
當你為一個類編寫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方法中使用迴圈，那
麼最好自己建立一個StringBuilder物件來實現。
4 String, StringBuffer and StringBuilder
可變性
- String 不可變
- StringBuffer和StringBuilder可變
執行緒安全
- String不可變，因此是執行緒安全的
- StringBuilder 不是執行緒安全的
- StringBuffer 是執行緒安全的，內部使用synchronized進行同步
效率
- 如果要操作少量的資料用String
- 單執行緒環境且字串緩衝區涉及大量資料 StringBuilder
- 多執行緒環境且字串緩衝區涉及大量資料 StringBuffer
5 String與JVM記憶體管理
一、引入字串常量池
- Javac編譯後，位元組碼檔案中有一塊區域：常量池，儲存了包括類中宣告的字串常量值等字面量
- 執行時，JVM開闢實際記憶體空間：字串常量值寫入了字串常量池，屬於方法區的一部分。
案例1：
String s1 = "win";
String s2 = "win";
System.out.println(s1==s2);
//輸出結果：true
//引用 s1 s2 的值等於win在字串常量池的地址值
結論：
引用 s1 s2 的值等於win在字串常量池的地址值
分析位元組碼的執行過程：
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：
透過new運算子建立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類的方法都會返回一個新的String物件。同時，如果內容沒有發生改變，String的方法只是返回指向原物件的引用而已。這可以節約儲存空間以及避免額外的開銷。
