「JAVA」细述合理创建字符串，分析字符串的底层存储，你不该错过
Java 基础之字符串操作—— String
字符串
什么是 字符串？ 如果直接按照字面意思来理解就是 多个字符连接起来组合成的字符序列 。为了更好的理解以上的理论，我们先来解释下字符序列， 字符序列：把多个字符按照一定的顺序排列起来 ；而字符序列就是作为字符串的内容而存在的。所以可以把字符串理解为：把多个字符按照一定的顺序排列起来而构成的排列组合。
如果还是不好理解，没有关系，我还有法宝。我们可以用烤串来比喻说明，可以把字符串看作是烤串，烤串上的每一块肉都相当于是一个字符。把一块块肉按照肥瘦相间的顺序排列并串起来便成了我们吃的烤串，同理， 把多个字符按照一定的顺序“串”起来就构成了字符串。
字符串的分类，字符串分为 可变的字符串 和 不可变的字符串两种 ；这里的不可变与可变指的是字符串的对象还是不是同一个，会不会因为字符串对象内容的改变而创建新的对象。
- 不可变的字符串 ：当字符串对象创建完毕之后，该对象的内容(上述的字符序列)是不能改变的，一旦内容改变就会创建一个新的字符串对象；
Java中的String类的对象就是不可变的。 - 可变的字符串 ：
StringBuilder类和StringBuffer类的对象就是可变的；当对象创建完毕之后，该对象的内容发生改变时不会创建新的对象，也就是说对象的内容可以发生改变，当对象的内容发生改变时，对象保持不变，还是同一个。
String 类
String类表示不可变的字符串，当前 String 类对象创建完毕之后，该对象的内容(字符序列)是不变的，因为内容一旦改变就会创建一个一个新的对象。
String对象的创建:
- 方式一：通过字面量赋值创建，
String s1 = "laofu";需要注意这里是双引号：""，区别与字符char类型的单引号：''； - 方式二：通过构造器创建，
String s2 = new String("laofu");;
以上两种创建方式的对象在JVM中又是如何分布的呢? 分别有什么区别呢？
方式一和方式二在JVM中又是如何分布？
上图中的 常量池 ：用于存储常量的地方内存区域，位于方法区中。常量池又分为 编译常量池 和 运行常量池 两种：
JVM
方式一和方式二有何不同？
- 方式一：
String s1 = "laofu";有可能只创建一个String对象，也有可能创建不创建String对象；如果在常量池中已经存在"laofu"，那么对象s1会直接引用，不会创建新的String对象；否则，会先在常量池先创建常量"laofu"的内存空间，然后再引用。 - 方式二：
String s2 = new String("laofu");最多会创建两个String对象，最少创建一个String对象。可使用new关键字创建对象是会在堆空间创建内存区域，这是第一个对象；然后对象中的字符串字面量可能会创建第二个对象，而第二个对象如方式一中所描述的那样，是有可能会不被创建的，所以至少创建一个String对象。
字符串的本质，字符串在底层其实就是 char[] ， char 表示一个字符，比如：
String str = "laofu";
等价于
char[] cs = new char[]{'l','a','o','f','u'};
String对象的空值：
- 对象引用为空，即：
String s1 = null;此时s1没有初始化，也在JVM中没有分配内存空间。 - 对象内容为空字符串， 比如：
String s2 = "";此时对象s2已经初始化，值为""，JVM已经为其分配内存空间。
字符串的比较：使用 "==" 和 "equals" 会有不同效果，详情在之前的文章中分享过： [JAVA] 只知对象属性，不知类属性？就算类答应，static都不答应
- 使用
==号：用于比较对象引用的内存地址是否相同。 - 使用
equals方法：在Object类中和==号相同，但在自定义类中，建议覆盖equals方法去实现比较自己内容的细节；由于String类覆盖已经覆盖了equals方法，所以其比较的是字符内容。
所以可以这样来判断字符串非空：
- 对象引用不能为空：
s1 != null;; - 字符内容不能为空字符串(
"")："".equals(s1);;
如果上述两个条件都满足，说明字符串确实为空！
字符串拼接： Java 中的字符串可以通过是 "+" 实现拼接，那么代码中字符串拼接在 JVM 中又是如何处理的呢？我们通过一个例子说明：通过比较拼接字符串代码编译前后的代码来查看 JVM 对字符串拼接的处理。
通过上述例子不难发现， JVM 会对字符串拼接做一些优化操作，如果字符串字面量之间的拼接，无论有多少个字符串， JVM 都会一样的处理；如果是对象之间拼接，或者是对象和字面量之间的拼接，亦或是方法执行结果参与拼接， String 内部会使用 StringBuilder 先来获取对象的值，然后使用 append 方法来执行拼接。由此可以总结得出：
- 使用字符串字面量创建的字符串，也就是单独使用
""引号创建的字符串都是直接量，在编译期就会将其存储到常量池中； - 使用
new String("")创建的对象会存储到堆内存中，在运行期才创建； - 使用只包含直接量的字符串连接符如
"aa" + "bb"创建的也是直接量，这样的字符串在 编译期 就能确定，所以也会存储到常量池中； - 使用包含
String直接量的字符串表达式(如"aa" + s1)创建的对象是运行期才创建的，对象存储在堆中，因为其底层是创新了StringBuilder对象来实现拼接的；
5. 无论是使用变量，还是调用方法来连接字符串，都只能在 运行期 才能确定变量的值和方法的返回值，不存在编译优化操作。
String 的常用API
这里列举了一些常用 String API ，更多的可以查阅 jdk使用手册 ，做 Java 一定得学会查阅 jdk手册 。
String 的创建和转换:
-
byte[] getBytes()：把字符串转换为byte数组。 -
char[] toCharArray()：把字符串转换为char数组。 -
String(byte[] bytes)：把byte数组转换为字符串。 -
String(char[] value)：把char数组转换为字符串。
获取字符串信息
-
int length()：返回此字符串的长度。 -
char charAt(int index)：返回 指定索引 处的char值。 -
int indexOf(String str)：返回指定字符串在此字符串中首次（从最左边算起）出现处的索引。 -
int lastIndexOf(String str)：返回指定字符串在此字符串中最后（最右边算起）出现处的索引。
字符串比较判断
-
boolean equals(Object anObject)： 将此字符串与指定的对象比较。 -
boolean equalsIgnoreCase(String anotherString)： 将此 String 与另一个 String 做忽略大小写的比较。 -
boolean contentEquals(CharSequence cs)： 将此字符串与指定的CharSequence比较，比较的是内容；- ps：String类是现实了CharSequence（字符序列）接口的。
字符串大小写转换：调用方法的字符串就是当前字符串
String toUpperCase() String toLowerCase()
StringBuilder/StringBuffer
先来分别使用 String/StringBuilder/StringBuffer 来拼接 30000次 字符串，对比各自损耗的时间，经过测试发现：
String 做字符串拼接的时候，耗时最高，性能极低，原因是 String 内容是不可变的，每次内容改变都会在内存中创建新的对象。
性能最好的是 StringBuilder ，其次是 StringBuffer ，最后是 String 。 StringBuilder 和 StringBuffer 区别并不是很大，也有可能是测试次数还不够吧。感兴趣的小伙伴可以增加拼接次数来看看。代码很简单，就不展示出来了。
所以在开发中拼接字符串时，优先使用 StringBuffer/StringBuilder ，不到万不得已，不要轻易使用 String 。
StringBuilder以及StringBuffer的区别
StringBuffer 和 StringBuilder 都表示可变的字符串，两种’的功能方法都是相同的。但唯一的区别：
-
StringBuffer：StringBuffer中的方法都使用了synchronized修饰符，表示同步操作，在多线程并发的时候可以保证线程安全，但在保证线程安全的时候，对其性能有一定影响，会降低其性能。 -
StringBuilder：StringBuilder中的方法都没有使用了synchronized修饰符，线程不安全，正因为如此，其性能较高。
对并发安全没有很高要求的情况下，建议使用 StringBuilder ，因为其性能很高。像这样的情况会较多些。使用 StringBuilder 无参数的构造器，在底层创建了一个长度为 16 的 char 数组：
此时该数组只能存储 16 个字符，如果超过了 16 个字符，会自动扩容（创建长度更大的数组,再把之前的数组拷贝到新数组），此时性能极低；如果事先知道大概需要存储多少字符，可以通过构造器来设置字符的初始值：
//创建一个长度为80的char数组. new StringBuilder(80);
StringBuilder的常用方法：
-
append(Object val)：追加任意类型数据到当前StringBuilder对象中。 -
StringBuilder deleteCharAt(int index)：删除字符串中指定位置的字符。
完结。虽然老夫不正经，但老夫一身的才华
正文到此结束
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