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🌌上期文章：JAVASE进阶：String常量池内存原理分析、字符串输入源码分析
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希望文章对你们有所帮助
这是比较重要的内容，学习原理很重要，啃源码也很重要！！！
字符串常量的"+"拼接效率很高，但涉及大量字符串变量的拼接的时候效率就会大打折扣，除了时间耗费大，内存也会耗费很大，所以在这种时候我们会经常使用StringBuilder函数或者StringJoiner函数来进行字符串变量拼接。
因此在这里剖析一下字符串常规拼接方式的底层原理，并了解为何StringBuilder能大大提高字符串拼接的效率。最后啃一啃StringBuilder的源码，摸清StringBuilder的底层运行原理。
字符串拼接
字符串的拼接，实际上是有两种情况的，一种是等式的右边不包含变量的，一种是等式的右边有变量的：
1、等式右边无变量：
String s = "a" + "b" + "c";
System.out.println(s);
2、等式右边有变量：
String s1 = "a";
String s2 = s1 + "b";
String s3 = s2 + "c";
System.out.println(s3);
这两种方式的底层都是有对应的原理或机制的。
等式右边无变量
拼接的时候没有变量，都是字符串，就会触发字符串的优化机制。
也就是说，在编译的时候已经是最终的结果了。
也就是说，原先的.java文件，在编译成.class文件的时候，语句可以视为变成了：
String s = "abc";
System.out.println(s);
这种方式非常简单。
等式右边有变量（JDK8以前的源码分析）
拼接的时候有变量参与，这时候就会很复杂了。
JDK8以前，底层会使用StringBuilder进行拼接，在这里讲解一下JDK8以前，代码运行的步骤：
1、
String s1 = "a"，会在字符串常量池中创建一个字符串"a"，s1记录a的地址值
2、String s2 = s1 + "b"：
（1）在字符串常量池中创建一个字符串"b"
（2）在堆内存中创建一个StringBuilder()，通过append方法将"a"和"b"都放到StringBuilder容器中
（3）StringBuilder()执行toString()将容器转换为String类型的"ab"
也就是说，底层进行的代码是：new StringBuilder().append(s1).append("b").toString()
3、String s3 = s2 + "c"与第2步同理。
反正最终都是要变成一个字符串并返回地址给变量，那么StringBuilder是怎么变成字符串的，toString到底是如何执行的，需要阅读源码：
1、Ctrl+N点开搜索按钮，查找java.lang包下的StringBuilder：
2、进入后点击Ctrl+(Fn)+F12查找toString()方法：
3、Ctrl+B跟踪进入：
看到new关键字就可以确定了，等式右边有变量，除了要new出StringBuilder对象，还会因为toString方法去new出一个字符串。
因此，JDK8以前的这种方法，一个加号，堆内存就要new出两个对象，非常浪费性能。
JDK8字符串拼接的底层原理
执行下列语句：
String s1 = "a";
String s2 = "b";
String s3 = "c";
String s4 = s1 + s2 + s3;
System.out.println(s4);
JDK7执行这一段代码，至少要new出4个对象，显然是很差劲的方式。
JDK8默认的方式：预估字符串的长度，并创建一个数组：
| “a” | “b” | “c” |
|---|
这种方式看起来会很便捷，但是实际上，预估也是需要时间的，如果很多行都有"+"操作，就要做很多次的预估，依旧会影响效率，创建的数组数量也会更多，时间与空间并没有实质性的优化。
因此，如果都是字符串常量拼接，可以直接"+"；如果很多字符串变量拼接，不要直接"+"，会在底层创建多个对象，浪费时间和性能。
其实StringBuilder本身是很高效的方式的，但是字符串变量的多次"+"导致创建多次StringBuilder显然也是不合理的。因此当有很多字符串变量的时候，最好的方式还是使用StringBuilder或者StringJoiner来append或add进去，最后再利用toString方法转换为字符串，整个过程只会new出2个对象。
简单常见面试题
1、等式右边无变量的情况：
String s1 = "abc";
String s2 = "a" + "b" + "c";
System.out.println(s1 == s2);
显然，既然编译的时候已经将s2的右边看做是"abc"了，那么就会复用常量池中的"abc"，因此答案为true。
2、等式右边有变量的情况：
String s1 = "abc";
String s2 = "ab";
String s3 = s2 + "c";
System.out.println(s1 == s3);
s1会在常量池中生成，但是s3的创建，JDK8以前会先在底层创建StringBuilder对象再toString转化为字符串，JDK8以后先预估数组对象再转化为字符串，无论哪种方式，最后都是在堆空间中new出一个字符串对象的，而又因为引用变量比较的是地址值，所以答案为false。
这都是很简单的面试题，注意分析一下等式右边从哪里来的就行了。
StringBuilder源码分析
那么StringBuilder为何高效？同样需要分析源码。在分析源码之前先大致了解一下StringBuilder执行过程：
1、刚创建StringBuilder时，底层创建一个字节数组，默认容量为16，值全为0：
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
|---|
容量表示最多能装多少，长度表示实际装了多少，这是一个基本概念，别混淆了，接着往下。
2、当我们将"a"、“b”、"c"存入StringBuilder时，实际上存储的是其ASCII码：
| 97 | 98 | 99 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
|---|
这时候，容量仍然为16，长度为3。
3、上面显然长度不会超过容量，但是当要添加的字符超过了16个，就会扩容。
扩容：
老容量 * 2 + 2
所以如果我们插入a~z共26个字符，容量为34，长度为26。
需要注意的是，老容量依旧为16，但如果插入的字符长度为36，也就是说直接超过了扩容后的大小，这时候容量就会变成实际的36（以实际长度为准）
了解知识后去扒一扒源码：
1、自己new一个StringBuilder对象，Ctrl+左键跟踪，可以看到StringBuilder继承了一个类，空参构造默认是将16传入作为容量的：
2、跟踪进入super，其创建了长度为16的字节数组：
3、接着回到上一层，Ctrl+F12查看StringBuilder中的append方法：
4、跟踪进入其super方法：
当str为空的时候，会返回appendNull方法，进入appendNull可以发现，返回了一个"null"的字符串：
5、Ctrl+Alt+"←"返回上一步，如果传入str不为空，则会将count+str.length()传入ensureCapacityInternal函数：
count表示当前的容器的长度，则count+len表示需要的最小容量，显然这个函数就是做扩容的。
6、跟踪ensureCapacityInternal函数：
这里会判断所需最小容量是否比老容量大，是的话说明老容量不够用需要进行扩容。
7、进入newCapacity查看扩容方法：
coder默认为0，则newLength方法中分别传入的是：
(老容量，需要扩容的大小，老容量+2)
8、跟踪进入newLength方法，可以看到，如果增长的幅度比老容量+2来的小，那么新容量就是老容量 + 老容量 + 2即2 * 老容量 + 2，否则就是老容量+增长幅度也就是老容量 + 要新插入的字符串长度：
剩下的处理就是防止一些异常情况出现，比如扩容后超出了SOFT_MAX_ARRAY_LENGTH的时候，那么就返回SOFT_MAX_ARRAY_LENGTH，一般情况也遇不到。文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-829264.html
9、Ctrl+Alt+"←"返回，很直观的可以看到容量length是有上限的，不能超过int数的最大值：
10、继续返回，可以知道不仅要扩容，还要把之前容器中的值拷贝到扩容后的数组中去，这个底层想看就自己扒一扒：
11、继续返回，找到putStringAt，看函数名就大致能知道，这个函数的意思是在count位置再添加str：
最后修改一下count值就可以返回这个容器了。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-829264.html
到了这里，关于JAVASE进阶：强推！源码分析——字符串拼接底层原理、StringBuilder底层原理的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
