4.8 String、StringBuilder、StringBuffer

“哥，上一篇深入理解 String.intern() 讲到了 StringBuilder，这一节我们就来聊聊吧！”三妹很期待。

“好啊，它们之间的关系还真的是挺和谐的。”看着三妹好奇的样子，我感到学技术就应该是这个样子才对。

由于字符串是不可变的，所以当遇到字符串拼接（尤其是使用+号操作符）的时候，就需要考量性能的问题，你不能毫无顾虑地生产太多 String 对象，对珍贵的内存造成不必要的压力。

于是 Java 就设计了一个专门用来解决此问题的 StringBuffer 类。

public final class StringBuffer extends AbstractStringBuilder implements Serializable, CharSequence {

    public StringBuffer() {
        super(16);
    }
    
    public synchronized StringBuffer append(String str) {
        super.append(str);
        return this;
    }

    public synchronized String toString() {
        return new String(value, 0, count);
    }

    // 其他方法
}

不过，由于 StringBuffer 操作字符串的方法加了 synchronized 关键字进行了同步，主要是考虑到多线程环境下的安全问题，所以执行效率会比较低。

于是 Java 就给 StringBuffer “生了个兄弟”，名叫 StringBuilder，说，“孩子，你别管线程安全了，你就在单线程环境下使用，这样效率会高得多，如果要在多线程环境下修改字符串，你到时候可以使用 ThreadLocal 来避免多线程冲突。”

public final class StringBuilder extends AbstractStringBuilder
    implements java.io.Serializable, CharSequence
{
    // ...

    public StringBuilder append(String str) {
        super.append(str);
        return this;
    }

    public String toString() {
        // Create a copy, don't share the array
        return new String(value, 0, count);
    }

    // ...
}

除了类名不同，方法没有加 synchronized，基本上完全一样。

实际开发中，StringBuilder 的使用频率也是远高于 StringBuffer，甚至可以这么说，StringBuilder 完全取代了 StringBuffer。

之前我们也曾聊过，Java 是一门解释型的编程语言，所以当编译器遇到 + 号这个操作符的时候，会将 new String("二哥") + new String("三妹") 这行代码编译为以下代码：

new StringBuilder().append("二哥").append("三妹").toString();

这个过程是我们看不见的，但这正是 Java 的“智能”之处，它可以在编译的时候偷偷地帮我们做很多优化，这样既可以提高我们的开发效率（+ 号写起来比创建 StringBuilder 对象便捷得多），也不会影响 JVM 的执行效率。

当然了，如果我们使用 javap 反编译 new String("二哥") + new String("三妹") 的字节码的时候，也是能看出 StringBuilder 的影子的。

0: new           #2                  // class java/lang/StringBuilder
3: dup
4: invokespecial #3                  // Method java/lang/StringBuilder."":()V
7: new           #4                  // class java/lang/String
10: dup
11: ldc           #5                  // String 二哥
13: invokespecial #6                  // Method java/lang/String."":(Ljava/lang/String;)V
16: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
19: new           #4                  // class java/lang/String
22: dup
23: ldc           #8                  // String 三妹
25: invokespecial #6                  // Method java/lang/String."":(Ljava/lang/String;)V
28: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
31: invokevirtual #9                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Lj...