深入了解String,StringBuffer和StringBuilder三个类的异同

Java提供了三个类,用于处理字符串,分别是String、StringBuffer和StringBuilder。其中StringBuilder是jdk1.5才引入的。

这三个类有什么区别呢?他们的使用场景分别是什么呢?

本文的代码是在jdk12上运行的,jdk12和jdk5,jdk8有很大的区别,特别是String、StringBuffer和StringBuilder的实现。

jdk5和jdk8中String类的value类型是char[],到了jdk12,value类型变为byte[]。

jdk5、JDK6中的常量池是放在永久代的,永久代和Java堆是两个完全分开的区域。

到了jdk7及以后的版本,

我们先来看看这三个类的源码。

String类部分源码:

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence, Constable, ConstantDesc { @Stable private final byte[] value; public String(String original) { this.value = original.value; this.coder = original.coder; this.hash = original.hash; } public native String intern();

String类由final修饰符修饰,所以String类是不可变的,对象一旦创建,不能改变。

String类中有个value的字节数组成员 变量,这个变量用于存储字符串的内容,也是用final修饰,一旦初始化,不可改变。

java提供了两种主要方式创建字符串:

//方式1 String str = "123"; //方式2 String str = new String("123");

java虚拟机规范中定义字符串都是存储在字符串常量池中,不管是用方式1还是方式2创建字符串,都会从去字符串常量池中查找,如果已经存在,直接返回,否则创建后返回。

java编译器在编译java类时,遇到“abc”,“hello”这样的字符串常量,会将这些常量放入类的常量区,类在加载时,会将字符串常量加入到字符串常量池中。

含有表达式的字符串常量,不会在编译时放入常量区,例如,String str = "abc" + a

常量池的最大作用是共享使用,提高程序执行效率。

看看下面几个案例。

案例1:

1 String str1 = "123"; 2 String str2 = "123"; 3 System.out.println(str1 == str2);

上面代码运行的结果为true。

运行第1行代码时,现在常量池中创建字符串123对象,然后赋值给str1变量。

运行第2行代码时,发现常量池已经存在123对象,则直接将123对象的地址返回给变量str2。

str1和str2变量指向的地址一样,他们是同一个对象,因此运行的结果为true。

深入了解String,StringBuffer和StringBuilder三个类的异同

从图中可以看出,str1使用””引号(也是平时所说的字面量)创建字符串,在编译期的时候就对常量池进行判断是否存在该字符串,如果存在则不创建直接返回对象的引用;如果不存在,则先在常量池中创建该字符串实例再返回实例的引用给str1。

案例2:

1 String str1 = new String("123"); 2 String str2 = new String("123"); 3 String str3 = new String(str2); 4 System.out.println((str1==str2)); 5 System.out.println((str1==str3)); 6 System.out.println((str3==str2));

上面代码运行的结果是

false false false

深入了解String,StringBuffer和StringBuilder三个类的异同

从上图可以看出,执行第1行代码时,创建了两个对象,一个存放在字符串常量池中,一个存在与堆中,还有一个对象引用str1存放在栈中。

执行第2行代码时,字符串常量池中已经存在“123”对象,所以只在堆中创建了一个字符串对象,并且这个对象的地址指向常量池中“123”对象的地址,同时在栈中创建一个对象引用str2,引用地址指向堆中创建的对象。

执行第3行代码时,在堆中创建一个字符串对象,这个对象的内存地址指向变量str2所执向的内存地址。

通过new方式创建的字符串对象,都会在堆中开辟一个新内存空间,用于存储常量池中的字符串对象。

对于对象而言,==操作是用于比较两个独享的内存地址是否一致,所以上面的代码执行的结果都是false。

案例3:

//这行代码编译后的效果等同于String str1 = "abcd"; String str1 = "ab" + "cd"; String str2 = "abcd"; System.out.println((str1 == str2));

上面代码执行的结果:true。

使用包含常量的字符串连接创建的也是常量,编译期就能确定了,类加载的时候直接进入字符串常量池,当然同样需要判断字符串常量池中是否已经存在该字符串。

案例4:

String str2 = "ab"; //1个对象 String str3 = "cd"; //1个对象 String str4 = str2 + str3 + “1”; String str5 = "abcd1"; System.out.println((str4==str5));

上面代码执行的结果:false。

当使用“+”连接字符串中含有变量时,由于变量的值是在运行时才能确定。

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