String、StringBuffer、StringBuilder比較

1 String

(1) String的創建原理
由於String使用過於頻繁，Java爲了避免在一個系統中產生大量的String對象，引入了字符串常量池。其運行機制是：創建一個字符串時，首先檢查池中是否有值相同的字符串對象，如果有則不需要創建直接從池中剛查找到的對象引用；如果沒有則新建字符串對象，返回對象引用，並且將新創建的對象放入池中。但是，通過new方法創建的String對象是不檢查字符串池的，而是直接在堆區或棧區創建一個新的對象，也不會把對象放入池中。上述原則只適用於通過直接量給String對象引用賦值的情況。

舉例：String str1 = "abc"; //通過直接量賦值方式，放入字符串常量池
String str2 = new String(“abc”);//通過new方式賦值方式，不放入字符串常量池

注意：String提供了inter()方法。調用該方法時，如果常量池中包括了一個等於此String對象的字符串（由equals方法確定），則返回池中的字符串。否則，將此String對象添加到池中，並且返回此池中對象的引用。


(2) String的特性
[A] 不可變。是指String對象一旦生成，則不能再對它進行改變。不可變的主要作用在於當一個對象需要被多線程共享，並且訪問頻繁時，可以省略同步和鎖等待的時間，從而大幅度提高系統性能。不可變模式是一個可以提高多線程程序的性能，降低多線程程序複雜度的設計模式。

[B] 針對常量池的優化。當2個String對象擁有相同的值時，他們只引用常量池中的同一個拷貝。當同一個字符串反覆出現時，這個技術可以大幅度節省內存空間。

2 StringBuffer/StringBuilder

StringBuffer和StringBuilder都實現了AbstractStringBuilder抽象類，擁有幾乎一致對外提供的調用接口；其底層在內存中的存儲方式與String相同，都是以一個有序的字符序列（char類型的數組）進行存儲，不同點是StringBuffer/StringBuilder對象的值是可以改變的，並且值改變以後，對象引用不會發生改變;兩者對象在構造過程中，首先按照默認大小申請一個字符數組，由於會不斷加入新數據，當超過默認大小後，會創建一個更大的數組，並將原先的數組內容複製過來，再丟棄舊的數組。因此，對於較大對象的擴容會涉及大量的內存複製操作，如果能夠預先評估大小，可提升性能。

唯一需要注意的是：StringBuffer是線程安全的，但是StringBuilder是線程不安全的。可參看Java標準類庫的源代碼，StringBuffer類中方法定義前面都會有synchronize關鍵字。爲此，StringBuffer的性能要遠低於StringBuilder。


3 應用場景

[A]在字符串內容不經常發生變化的業務場景優先使用String類。例如：常量聲明、少量的字符串拼接操作等。如果有大量的字符串內容拼接，避免使用String與String之間的“+”操作，因爲這樣會產生大量無用的中間對象，耗費空間且執行效率低下（新建對象、回收對象花費大量時間）。

[B]在頻繁進行字符串的運算（如拼接、替換、刪除等），並且運行在多線程環境下，建議使用StringBuffer，例如XML解析、HTTP參數解析與封裝。

[C]在頻繁進行字符串的運算（如拼接、替換、刪除等），並且運行在單線程環境下，建議使用StringBuilder，例如SQL語句拼裝、JSON封裝等。