【1】String,StringBuffer,StringBuillder的底层结构研究

一：StringBuffer的底层

(1)线程安全的字符串操作类

(2)通过synchronized关键字声明同步方法，保证多线程环境下数据安全

 @Override
     public synchronized StringBuffer append(String str) {
         toStringCache = null;
         super.append(str);
         return this;
     }

(3)底层存储数据的Char[]数组，初始化时，该数组的长度是16。如果构造函数有新传入字符转str，则16基础上加str.length.

 /**
 *无参构造
 */
 public StringBuffer() {
         super(16);
 }

 /**
 *带参构造
 */
 public StringBuffer(String str) {
         super(str.length() + 16);
         append(str);
     }

 /**
 *初始化char[]数组
 */
    AbstractStringBuilder(int capacity) {
         value = new char[capacity];
     }

(4)添加字符串的过程

-->先检查内部char[]数组是否需要扩容

-->如需要扩容则进行扩容，然后将原来元数据copy到新数组中。

-->再将新添加的元数据加入到新char[]数组中

 public AbstractStringBuilder append(String str) {
         if (str == null)
             return appendNull();
         int len = str.length();
         //检查char[]数组是否需要扩容，扩容，并将原来的数据copy进去新扩容的数组中
         ensureCapacityInternal(count + len);
         //将新添加的数据添加到StringBuilder中的char[]数组中，实现字符串的添加
         str.getChars(0, len, value, count);
         count += len;
         return this;
     }

 /**
 *元数组char[]的扩容过程
 */
     void expandCapacity(int minimumCapacity) {
         int newCapacity = value.length * 2 + 2;
         if (newCapacity - minimumCapacity < 0)
             newCapacity = minimumCapacity;
         if (newCapacity < 0) {
             if (minimumCapacity < 0) // overflow
                 throw new OutOfMemoryError();
             newCapacity = Integer.MAX_VALUE;
         }
         value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);
     }

 /**
 *扩容实现
 */
    public static char[] copyOf(char[] original, int newLength) {
         char[] copy = new char[newLength];
         System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
                          Math.min(original.length, newLength));
         return copy;
     }

二：StringBuillder的底层

(1)线程非安全的字符串操作类

(2)字符串的添加没有加同步处理，涉及到数组扩容，容易产生脏数据，破坏数据正确性

(3)底层结构和StringBuffer实现基本一样，只是没有做同步处理。

--->StringBuffer和StringBuillder都继承抽象类AbstractStringBuilder，该抽象类实现了字符串操作的方法。

--->StringBuffer和StringBuillder的实现，运用了模板方法的设计模式，将核心数据操作放在父类方法里，子类实现自己的独有特色的功能，涉及核心操作，调用父类方法。

三：String的底层

String类没有提供用于修改字符串的方法。String类对象为不可变字符串，如字符串string=”HELLO”永远只包含HELLO这几个字母，而不能修改其中任何一个字符。当然可以修改字符串变量string的引用，让它引用另一个字符串。
不可变字符串有一个优点：编译器可以让字符串实现共享。实际上只有字符串常量（使用“ ”声明，存储在字符串常量池中）是共享的，subStrng,+等操作产生的结果不能共享。
比较字符串值是否相等时使用equals()方法，不能使用==，==比较的是字符串的地址是否相同。如果字符串在常量池中，可以使用==比较，因为指向的都是同一个字符串。

直接使用 ” ” 声明的String对象会直接存储在常量池中，（可以实现共享）
1.String str1=”first”;
jvm在运行时先查找常量池中是否有该字符串，如果有则直接返回该字符串的引用给first(实现了字符串 的共享) ；否则先在常量
池中创建该字符串并返回引用。
此时只会在常量池中创建String对象，不会在堆中创建。
2.String str2=new String(“second”);
该代码生成了两个String对象。因为使用了“”会现在常量池中查找是否存在second对象，没有则创建
否则不创建；在常量池创建完成后，由于使用了new，jvm会在堆中创建内容相同的String对象，并将引用
返回给str2.
3.String str3=”what”; String str4=str3+”a nice day”;
运行时，+ 相当于new，所以堆中会有“what a nice day”对象；常量池中会有”what” “a nice day”两个对象，而不会有”what a nice day”对象。

4.三者在执行速度方面的比较：StringBuilder >  StringBuffer  >  String

5.测试类

 package com.yeepay.sxf.mianshi.pagkage;

 public class StringBufferAndStringBuillder {

     public static void main(String[] args) {
 //        String a="abc";
 //        String b=new String(a);
 //        //【true】a和b比较的是内容。便利各自的char[]数组进行比较
 //        System.out.println("a和b比较==>"+a.equals(b));
 //        //【false】 a和b比较的是地址。a在常量池中  b在堆内存中
 //        System.out.println("a和b比较==>"+a==b);

         test02();

     }

     public static void test01(){
         /**
          * 你会很惊讶的发现，生成str对象的速度简直太快了，而这个时候StringBuffer居然速度上根本一点都不占优势。其实这是JVM的一个把戏，实际上：
             String str = “This is only a” + “ simple” + “test”;

             其实就是：
             String str = “This is only a simple test”;

             所以不需要太多的时间了。但大家这里要注意的是，如果你的字符串是来自另外的String对象的话，速度就没那么快了，譬如：

              String str2 = “This is only a”;

 　　　　String str3 = “ simple”;

 　　　　String str4 = “ test”;

 　　　　String str1 = str2 +str3 + str4;

 　　　　这时候JVM会规规矩矩的按照原来的方式去做。
          */
     }

     public static void test02(){
          //string3指向常量池中的字符串second
          //string4指向堆中的字符串second
          //所以值相同，引用不同
          String string3="second";
          String string4=new String("second");
          System.out.println(string3==string4);
         System.out.println(string3.equals(string4));

          //string5指向常量池中的字符串third
          //string6一开始指向堆中的字符串third,但是调用intern()方法之后，且该方法调用时先检查常量池中是否有值为string6
          //的字符串，如果有则返回该字符串的引用，否则在常量池中创建该字符串，并返回引用
          //所以一开始引用不相等，后来相等
          String string5="third";
          String string6=new String("third");
          System.out.println(string5==string6);
          string6=string6.intern();
          System.out.println(string5==string6);
     }
 }