[Java知识库]String、StringBuffer、StringBuilder从源码分析

String：是字符常量,适用于少量的字符串操作的情况。

StringBuilder：适用于单线程下在字符缓冲区进行大量操作的情况 。

StringBuffer：适用多线程下在字符缓冲区进行大量操作的情况。

StringBuffer和StringBuild的区别

StingBuffer是线程安全的，StringBuild是线程不安全的。

然后再往上查看，就会发现他两都是调用了AbstractStringBuilder类来实现的。

我们不是说StringBuffer和StringBuilder创建的字符串是可变的。
至于源码就直接看源码，就直接在源码当中详细的体现出来了。

在这篇博客我主要说一下StringBuffer，因为StingBuild和StringBuffer的方法几乎一样，我在这就不做过多的详细赘述了。

创建StringBuffer()

1. 第一种创建方法：

StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();

在使用这个方法创建的Buffer字符串的时候，看底层代码它就调用了这个方法：

    public StringBuffer() {
        super(16);
    }

它虽然没有给传入参数，它是它默认的是一个数组长度为16的字符串。
在往上看这个向上传的父类方法就更加简单明了：

    AbstractStringBuilder(int capacity) {
        value = new char[capacity];
    }

直接创建长度为16的字符型数组。

2. 第二种创建方法：

StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer(5);

直接给定要创建的字符长度。
底层源码：

    public StringBuffer(int capacity) {
        super(capacity);
    }

3. 第三种创建方法：

StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer(“Xin”);

在创建的时候，初始给定初始化的一个字符串。
那么在这个时候就要考虑它的底层保存字符串的数组要创建几位呢？
看源码，源码会告诉我们一切的。

    public StringBuffer(String str) {
        super(str.length() + 16);
        append(str);
    }

源码当中明确的告诉了我们，在这种情况下创建的字符串，底层数组长度是初始字符串的长度加16.

小小的总结一下：
在创建StringBuffer或StringBuilder字符串的时候如果没有给长度，默认为16的长度，给长度的话，就是给定的长度，给的是字符串的话，默认初始长度就是字符串的长度加16

添加功能

public StringBuffer append(String str)

代码演示一下，这还要一个点考虑一下：

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
        stringBuffer.append("Xin_");    //stringBuffer.length = 4
        stringBuffer.append("Chen_");   //stringBuffer.length = 9
        stringBuffer.append("Yu_");     //stringBuffer.length = 12
        stringBuffer.append("Chen_");   //stringBuffer.length = 17
        stringBuffer.append("Xi");      //stringBuffer.length = 19
        System.out.println(stringBuffer);
    }
}

在不停的添加下去，当数组的长度到达16的时候，要考虑一下扩容的问题，如何扩容？

老规矩，看源代码，一切都在代码里：

照着这个步骤一步一步的点进去，到达最后的源代码：

MAX_ARRAY_SIZE的长度为：

private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

所以最后是 0x7fffffff-8
总的来说，每次底层数组扩容为上次的2倍加2的长度。

删除功能

1. 第一种删除字符串中指定位置的字符

public StringBuffer deleteCharAt(int index)

这个指定删除字符串当中明确的第几个索引。只删除一个元素

注意这里是索引的位置，不是第几个元素。

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer("Xin_Chen_Yu_Chen_Xi");
        System.out.println(stringBuffer);
        stringBuffer.deleteCharAt(4);
        System.out.println(stringBuffer);
    }
}

源码其实也不难，就不重视的看了，在这主要看一经过删除操作，它的字符串长度是如何减少的。

2. 删除字符串当中指定区间的字符串

public StringBuffer delete(int start,int end)

牢记在Java当中大多情况下，数组下标索引都是左闭右开的。

在下面的代码当中，我删除的就是"Chen_"这5个字符

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer("Xin_Chen_Yu_Chen_Xi");
        System.out.println(stringBuffer);
        stringBuffer.delete(4,9);
        System.out.println(stringBuffer);
    }
}

和上面一样。看一眼源码，如何处理删除后的字符串的长度：

它两的底层都调用的是native本地反方，交由计算机系统完成。

替换功能

就是将字符串中其中某一段的字符串替换为其他的字符串。

public StringBuffer replace(int start,int end,String str)

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer("Xin_Chen_Yu_Chen_Xi");
        System.out.println(stringBuffer);
        stringBuffer.replace(4,8,"Gu_Chen");
        System.out.println(stringBuffer);
    }
}

这里也都是数组的下标索引，所以就是从0开始计数的。

替换这也同上面的一样，也需要考虑一下底层字符串的长度问题，先看源码：

反转功能

这个功能就是将原字符串玩去哪反转过来，倒序保存起来。

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer("Xin_Chen_Yu_Chen_Xi");
        System.out.println(stringBuffer);
        stringBuffer.reverse();
        System.out.println(stringBuffer);
    }
}

也来看一下它的源代码

最后总结一下

1. String的字符串是不可变的，StringBuffer和StringBuilder是可变的

2. String：是字符常量,适用于少量的字符串操作的情况。

3. StringBuilder：线程不安全的，适用于单线程下在字符缓冲区进行大量操作的情况 。

4. StringBuffer：线程不安全的，适用多线程下在字符缓冲区进行大量操作的情况。

在这几条总计出来的说法当中，在这再详细说明一下为什么StringBuffer和StringBuilder是可变的。

在文章上面，我展示了许多的源码，仔细观察一下，Buffer和Builder修饰的方法，它最后返回的都是this，返回了，自己，就是无论什么操作，它最终都返回的是自己。

但是有些小伙伴还是有个疑问，当它底层扩容超过它的最大值的时候，它的数组不就要换了吗？
这点确实是对的，但是在这我们要理清一个概念，StringBuffer引用的是底层数组名字的地址，而数组在需要换一个更大的时候，这个时候是数组的引用变化了，就是指向数组的地址变了，但是指向StringBuffer的地址是不变的。

我下来使用一个debug动图来展示一下，相信能更好的理解一下。

主要看控制台里的StringBuffer和value的值。我们发现StringBuffer值地址自始至终都没有改变，而value的值在到达16的时候，需要扩容的时候，就变了。这正印证了我上面所说的。

本篇博客也就到此为止了，感谢你的阅读。如果要是还是想不清楚，特别是最后的总结部分，欢迎在评论区讨论，我看到话，会第一时间共同讨论，解决问题。

这也是我重读javase基础的一个系列，比起当时初学的时候，现在看问题多了个高度，理解什么也相对轻松一点全面一些。学习起来更加偏向阅读源码来看，所以多为大家分享看源码。
但毕竟学过时间也较长，有什么不对和漏缺的地方，希望大家指出。
都欢迎大家在评论区讨论。

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