再谈Java中的String

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String类型是final的？

Java中的String是老生常谈的事情了，笔者比较疑惑的问题是String为啥是final的？
来看下这段代码：

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public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];

后来笔者经过分析和实践，得出结论：因为它是final所以不可被继承。其次，看到value数组也是final的，这个final的意思内存地址不可改变，但是它char数量里面的内容是可以改变的。
String在给初始化常量值的时候是在常量池中分配地址空间给它的，比如 String c=”hello”; c+=”bbb”;
此时的c是指向一个新开辟的地址空间的内容。
再来说说我们关心字符串的追加方式问题。

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public static String appendStr(String c){
      c+="bbb";
      return c;
  }

  public static  StringBuilder  appendStrigBuilder(StringBuilder d){
      return  d.append("nihao");
  }
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String c="hello";
String d=appendStr(c);
System.out.println(c);
StringBuilder builder=new StringBuilder("hello");
appendStrigBuilder(builder);
System.out.println(builder);

如果调用appendStr的时候发现原String内容的值并没有改变，笔者的分析是，当String作为参数传递给形参时，会传递一个地址的副本过去，此时，他们都指向常量池中的字符串，调用 c+=”bbb”;的时候，副本地址指向一个新的常量字符串地址”hellobbb”,而原来c的字符串地址为final不能修改，即地址不能修改，这就是不可变性。
而对于StringBuilder的append方法，看下它的源码：

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@Override
    public StringBuilder append(String str) {
        super.append(str);
        return this;
    }

看下基类的append方法：

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public AbstractStringBuilder append(String str) {
      if (str == null)
          return appendNull();
      int len = str.length();
      ensureCapacityInternal(count + len);
      str.getChars(0, len, value, count);
      count += len;
      return this;
  }

可以发现AbstractStringBuilder中的value数组不是final的，那它的地址是可以改变的。
重点可以看下ensureCapacityInternal这个方法，发现它调用了Arrays.copyOf这个方法的实现。

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public static char[] copyOf(char[] original, int newLength) {
       char[] copy = new char[newLength];
       System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
                        Math.min(original.length, newLength));
       return copy;
   }

可以看到，新开了一个char数组，调用底层的System.arraycopy方法将原来的地址指向新的数组从而达到append的效果。

StringBuffer与StringBuilder

StringBuffer是线程安全的，在并发的情况下采用StringBuffer，它的原理就是在方法的前面加了synchronized关键字加锁。

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@Override
   synchronized StringBuffer append(AbstractStringBuilder asb) {
       toStringCache = null;
       super.append(asb);
       return this;
   }

再看看String的concat方法，它的contact方法是效率极低的做法，因为char数组地址不可变，只能每次去new一个新的String返回。

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public String concat(String str) {
      int otherLen = str.length();
      if (otherLen == 0) {
          return this;
      }
      int len = value.length;
      char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);
      str.getChars(buf, len);
      return new String(buf, true);
  }

可以看到，每次返回的时候都是一个新的对象，如果遇到字符串拼接非常多的场景，每次都是要去申请内存，效率会非常低。所以，在拼接字符串的时候，尽量不用String.contact方法。

总结

  • String是不可变的，指的是地址不可变
  • 字符串多的时候追加尽量用StringBuilder，多线程下用StringBuffer。