String、StringBuffer和StringBuilder 的区别? String 为什么是不可变的?

橘生淮南2024-03-172024-03-17

一、可变性

1.String是不可变的

原因：

1.（数组final）保存字符串的数组被 final 修饰且为私有的，并且String 类没有提供/暴露修改这个字符串的方法。

2.（类final）String 类被 final 修饰导致其不能被继承，进而避免了子类破坏 String 不可变。

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    /*Java8及以前的版本，使用char数组存储*/
    private final char value[];
    //...
    
    /*Java9及以后的版本，改用byte数组存储*/
    // @Stable 注解表示变量最多被修改一次，称为“稳定的”。
    @Stable
    private final byte[] value;
    //...
}

Java 9 为何要将 String 的底层实现由 char[] 改成了 byte[] ?

新版的 String 其实支持两个编码方案：Latin-1 和 UTF-16。如果字符串中包含的字符没有超过 Latin-1 可表示范围内的字符，那就会使用 Latin-1 作为编码方案。Latin-1 编码方案下，byte 占一个字节(8 位)，char 占用 2 个字节（16），byte 相较 char 节省一半的内存空间。

JDK 官方就说了绝大部分字符串对象只包含 Latin-1 可表示的字符。

如果字符串中包含的字符超过 Latin-1 可表示范围内的字符，则使用UTF-16编码方案，此时byte 和原本的 char 所占用的空间是一样的。

这是官方的介绍：https://openjdk.java.net/jeps/254 。

值得注意的是，StringBuffer和StringBuilder对字符串的实现也同步做了改变：

2.StringBuffer和StringBuilder是可变的

原因：StringBuilder 与 StringBuffer 都继承自 AbstractStringBuilder 类，在 AbstractStringBuilder 中也是使用字符数组保存字符串，不过没有使用 final 和 private 关键字修饰，最关键的是这个 AbstractStringBuilder 类还提供了很多修改字符串的方法比如 append 方法。

二、线程安全性

线程安全	非线程安全
String、StringBuffer	StringBuilder

String 中的对象是不可变的，也就可以理解为常量，线程安全。

AbstractStringBuilder 是 StringBuilder 与 StringBuffer 的公共父类，定义了一些字符串的基本操作，如 expandCapacity、append、insert、indexOf 等公共方法，意味着可以对该对象进行改变，即非线程安全。

而StringBuffer 对方法加了同步锁或者对调用的方法加了同步锁，所以是线程安全的。StringBuilder 并没有对方法进行加同步锁，所以是非线程安全的。