String、StringBuffer、StringBuilder

String

在java中使用非常频繁，String类提供了构造管理字符串的各种方法。

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    private final int count;
    private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;
    private static final ObjectStreamField[] serialPersistentFields =new ObjectStreamField[0];
    .....
}

可以看到，String被声明为final class，而且所有属性也是final的，所以它是不可变的，类似拼接、裁剪字符串等操作都会产生新的String对象，但是final特性保证了String是线程安全的，因此有时候在多线程中我们可以利用final属性保证变量的安全（只读），优化同步和上锁消耗的时间；

在底层实现中，String利用了char数组（基于1.8），我们知道有一块字符串常量池（固定大小的hash表）专门来存放字符串的来提高效率，for example：

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String s1="111";//直接赋值，放入常量池
String s2=new String("111");//通过new
//s1==s2为false

详细来说就是：在创建字符串时，如果是直接赋值，则先检查池中是否有相同的字符串对象，有则直接返回池中该对象的引用，无则新建字符串对象，返回新建的字符串对象的引用，并且将新创建的对象放入池中；
注：有人说，如果是new的方式，则不检查常量池存不存在，直接在堆或者栈中创建一个对象，也不会把字符串放入池中。来，我们验证一哈：

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String s2 = new String("StringTest");
String s1 = new StringBuilder().append("String").append("Test").toString();
System.out.println(s1.intern() == s1);//false(JDK 8)

所以上面的结论可想而知是错的，至于原因可以继续往下看。

详细可见

String提供了intern()方法，调用该方法时，如果常量池中包括了一个等于此String对象的字符串（由equals方法确定），则返回池中的字符串。否则，将此String对象添加到池中，并且返回此池中对象的引用。
即：

1 2	String s3=s2.intern(); //s3==s1 为true

注意：此方法的机制在1.7发生了变化，在1.6的时候，字符串常量池存储于永久代中（也就是方法区），很难被GC照顾，所以容易OOM，但1.7及以后，字符串常量池被放到了堆中，没有被引用的字符串是可以被回收的。
看看下面这段代码：

1 2	String s1 = new StringBuilder().append("String").append("Test").toString(); System.out.println(s1.intern() == s1);//1.7以上：true 以下：false

1）如果常量池不存在该字符串，则直接在常量池中添加该字符串对象的引用（注意放的是引用），也就是s1，所以为true；但是如果在1.6的时候是直接在常量池中创建”StringTest”对象并返回它的引用，所以结果为false。
2）如果常量池已经存在该字符串”StringTest”，不符合“首次出现”原则，则直接返回该字符串的引用，所以结果也为false，因为一个是堆上对象的引用，一个是常量池中的引用。这也是上面的结论的原因。

所以intern返回的都是池中的东西。

//下面这个问题de原因，还在研究中……目前能测试出来的就是append方式并不会将拼接后的StringTest放入常量池，但是会将每一个分项（比如说Test）放入常量池，有梦想的童鞋可以自行验证。

String s1=new String("StringTest");
System.out.println(s1.intern()==s1);//false（JDK 8）
String s1 = new StringBuilder().append("String").append("Test").toString();
System.out.println(s1.intern() == s1);//true（JDK 8）
String s1 = new StringBuilder("StringTest").toString();
System.out.println(s1.intern() == s1);//false（JDK 8）
String s1 = new StringBuilder().append("StringTest").toString();
System.out.println(s1.intern() == s1);//false（JDK 8）

拓展：String的hashcode值：

private int hash; // Default to 0
public int hashCode() {
    int h = hash;
    final int len = length();
    if (h == 0 && len > 0) {
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            h = 31 * h + charAt(i);
        }
        hash = h;
    }
    return h;
}

这是String属性中唯一一个不是final的（原因？？目前还未找到）；
可以看到String的hash值可以抽成一个算法：假如n=字符串的长度：
h=char[0]31^(n-1) + char131^(n-2)+·······+char[n-1];
这里的因子31，首先因为它是素数，这样可以尽量减少hash冲突，但是为什么不是其他的素数，有说避免乘法过大，防止溢出；有说31的乘法可以由i*31== (i<<5)-1来表示，用位运算和减法替代乘法，现在很多虚拟机里面都有做相关优化，能更好的分配hash地址。我更倾向后者。

String.valueOf和Integer.toString的区别：
1）.valueOf()方法有各种不同的重载方法，比如String.valueOf(Object obj)方法最终调用的是obj.toString()，如果对象为空则返回”null”；而String.valueOf(int i)则会直接调用Integer.toString(i)方法。
2）Integer.toString()方法直接返回一个字符串对象。

String.substring(int var1, int var2)在1.6和1.7上的不同：
（1.6）String类包含三个成员变量：char value[]， int offset，int count。他们分别用来存储真正的字符数组，数组的第一个位置索引以及字符串中包含的字符个数。 1.6的substring会创建一个新的string对象，但是这个string的值仍然指向堆中的同一个字符数组，这两个对象中只有count和offset 的值是不同的。所以容易使这个字符数组被大量引用，造成内存泄漏。
（1.7）substring方法会在堆内存中创建一个新的数组，避免重复引用。

StringBuffer StringBuilder

字符串变量，StringBuffer是为解决字符串拼接产生太多中间对象的问题而提供的一个类，我们可以用 append 或者 add 方法，把字符串添加到已有序列的末尾或者指定位置。StringBuffer 本质是一个线程安全的可修改字符序列，它保证了线程安全，也随之带来了额外的性能开销，所以除非有线程安全的需要，不然还是推荐使用StringBuilder。

//StringBuffer
@Override
public synchronized StringBuffer append(char c) {
    toStringCache = null;
    super.append(c);
    return this;
}
//StringBuilder
@Override
public StringBuilder append(char c) {
    super.append(c);
    return this;
}

可以看到两者的源码并没有多大区别，只是stringbuffer利用了synchronized保证了线程安全。
StringBuffer和StringBuilder都是继承自AbstractStringBuilder的final类，底层利用可修改的char数组。这个数组初始大小默认为16。
在字符串拼接上，java在编译时做了优化，for example：

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String s1 = "aa" + "bb" + "cc" + "dd";
String s2 = new StringBuilder().append("aa").append("bb").append("cc").append("dd").toString();
System.out.println(s1==s2);//false

在jvm中，String str = “aa” + “bb” + “cc” + “dd”;其实就是String str = “aabbccdd”;