String、StringBuilder、StringBuffer

可变性：

• String 不可变
• StringBuilder 和 StringBuffer 可变

线程安全性：

• String 线程安全
• StringBuilder 线程不安全
• StringBuffer 线程安全

String 类是构造和操作字符串的一个类，是典型的 immutable 类，其类、方法、属性都被修饰为 final，原生的支持线程安全。

场景： 由于 String 的不可变性，在对字符串进行操作时，当改变原字符串内容都会产生一个新的字符串对象。而当对字符串使用重载 + 或 += 频繁操作，会产生大量需要垃圾回收的中间对象

String strByConcat = "aa" + "bb";

解决方案： StringBuffer 与 StringBuilder 都是为解决 String 在拼接过程中产生过多的中间对象而设计的

String strByBuilder  = new
StringBuilder().append("aa").append("bb").toString();

它们都继承自 AbstractStringBuilder 类，使用 char 数组存放字符串数据（JDK9 之后使用 byte 数组）。不同之处在与 StringBuffer 是线程安全的，实现方式是在 StringBuilder 修改数据的相关方法前添加 synchronized 关键字，所以 StringBuffer 的性能不如 StringBuilder，如果不存在线程安全问题则推荐使用 StringBuilder 类。

StringBuffer 和 StringBuilder 在构造初始化 char 数组的默认长度是16，如果初始化有输入字符串则长度为 输入字符串长度 + 16，也可以在构造时指定初始化长度，在已知需要拼接的大致长度，通过直接初始化相应长度的 StringBuffer 或 StringBuilder 可以避免多次扩容（每次扩容都需要通过 Arrays.copy() 函数复制并创建新的数组）；

扩容规则位：当前长度 x 2 + 2

// overflow-conscious code
int newCapacity = (value.length << 1) + 2;
if (newCapacity - minCapacity < 0) {
	newCapacity = minCapacity;
}

在实际中，以下两种写法的效率是一样的，因为 Java 虚拟机的编译时对代码进行了优化，将通过 + 符号连接的字符串操作编译为 StringBuilder 操作：

String strByConcat = "aa" + "bb";

StringBuilder sb = new StringBuilder();
String strByBuilder  = sb.append("aa").append("bb").toString();

通过 javap 反编译结果如下：

需要注意：在循环体内使用 String 重载 + 或 +=，在每次循环编译器都会创建一个新的 StringBuilder 对象性，为避免这种情况，建议在循环体外自己创建一个 StringBuilder 对象，用来构建最终的结果。

场景：实际应用中一般都存在大量的字符串对象，如果能够减少重复创建相同的字符串，就可以有效降低内存消耗和对象创建开销。

解决方案：

• 缓存方式：

  而 Java 6 提供 intern() 方法，通过调用该方法将字符串缓存起来（缓存位置为 PermGen 永久代），所以如果大量使用 intern 方法会存在 OOM 的风险故不被推荐使用，而后续版本中缓存位置放在了堆中，避免了永久代被占满的问题，而 Java 8 则把缓存位置放在元数据区 MetaSpace 中，缓存大小也在不断变大。

  在实际运行时为了优化，字符串的一些基础操作会直接利用 JVM 内部的 Intrinsic 机制，往往运行的就是特殊优化的本地代码，而根本就不是 Java 代码生成的字节码。

• 存储方式：

  在 Java 9 前字符串 String 是通过 char 数组存放的，在 Java 中 char 占用2个byte，实际语言中根本不需要太宽的 char，从而造成一定的浪费。而在 Java 9 对 String 进行了重构，引入 Compact Strings 设计，将字符串数据存储方式由 char 数组改为了 byte 数组。虽然这样导致在同样数组长度下，存储容量降低了一倍，但这种紧凑型字符串带来的是：更小的内存占用，更快的操作速度。