一篇不一样的StringBuffer和StringBuilder

StringBuffer和StringBuilder相信大家都不陌生，我与它们之间也有过一段不愉快的经历。在一次面试过程中，面试官先是问了我的兴趣爱好，虽然我平时喜欢看书，音乐，踢球，跑步等等。但是那段时间为了面试没日没夜的看书，刷资料。当他问到我兴趣爱好时，脑子一片空白、答曰：“看书”。然后迎来的却是面试官的一阵嘲笑和质疑，我当时就已经很不舒服了，喜欢看书很奇怪吗？我本来就是一个转行生，不看书不学习，我拿什么支撑这一份工作？更何况我有过一次考研失败的经历，结果虽然不好，但是过程却培养了我能够静坐下来看一整天书的耐心。

开始技术问题面试后，我更是一脸懵逼，在我明明正确回答了StringBuffer和StringBuilder的区别、HashMap和HashTable的区别几个问题后，面试官再次表示质疑，他认为我说反了。这让我脑子一片混乱，临走时面试官还让我自己回去查。我还用回家查吗？我出了公司门就掏出手机，打开印象笔记，确认了的确是面试官自己弄混淆了。所以，我当时就萌生了要写一篇关于这两个问题的博客的想法。查阅资料，跑Demo，从源码角度去分析，真正的掌握它们。当下一次面试再遇到诸如此类问题时，不再仅仅从表面去回答，不再背出面经中的答案，而是自信得讲出自己的理解。

下面我将从：浅析区别，性能、部分源码解读，历史原因及选用。三个方面试图完整的解读StringBuffer和StringBuilder。希望读者看后既能游刃有余于面试题中，又能对日常开发提供一些支撑。

1.浅析区别

在进入本文主题之前，先提一下String。因为很多面试官会连带一起问，而涉及该问的String部分又比较简单，便一并讲述清楚，也有助于整体理解字符串储存这部分知识。

• String

String可以用来保存字符串，一旦生成一个String对象之后，对其的任何改变操作，都会造成新的字符串生成。因此，当频繁操作（改变）String对象的时候，就会产生大量的垃圾对象。不仅导致不必要的内存消耗，当达到一定内存占用之后，就会引起JVM的GC操作，GC属于耗时操作，必然带来系统性能上的急剧下滑。

• StringBuffer

StringBuffer也可以用来保存字符串，并且它的目的就是为了解决String类对象保存字符串时的尴尬处境。当我们对StringBuffer对象操作并改变时，它不会像String那样产生新的对象，而是对StringBuffer对象本身进行操作甚至改变。
StringBuffer上的主要操作是append和insert方法，可重载这些方法，以接受任意类型的数据。每个方法都能有效地将给定的数据转换成字符串，然后将该字符串的字符追加或插入到字符串缓冲区中。append 方法始终将这些字符添加到缓冲区的末端；而insert方法则在指定的点添加字符。
除此之外，由于StringBuffer类中又大量的synchronize修饰，它是一个线程安全的类。（牵涉到更多线程安全的问题将在第三部分详细讲述）

• StringBuilder

在jdk1.5之后，Java又新增了一个StringBuilder类，它是作为StringBuffer的建议替换出现的，它们兼容同一套API。但是StringBuilder不再有大量的synchronize修饰，因此它是非线程安全的。亦因此在实际运行中，不再存在由同步引起的额外开销，从而带来性能上的又一些提升。

2.性能、源码剖析

先简单看下为什么String保存的对象被修改时会产生新的对象。

public final class String    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {    /** The value is used for character storage. */    private final char value[];    /** Cache the hash code for the string */    private int hash; // Default to 0

从源码的开始部分可以看出，String是一个被final修饰的类，它是不能被继承的。虽然被final修饰的类，其中的属性和方法可以选择性的由final修饰与否。而String中字符串的保存是由字符数组来完成的，这个字符数组value恰好也由final修饰。我们知道，数组本身是属于引用变量类型，当final修饰引用类型变量后，它的指针是不可以更改的。所以String对象一旦生成并且有了指针指向，那么它是不可更改的。
有下列部分源码可知，当我们对String对象进行操作，试图更改它，无论是sub、concat还是replace都不是在原有的字符串上进行的，而是重新生成一个新的字符串对象。也就是说，对String对象的任何改变都不影响到原对象。

public String substring(int beginIndex) {        if (beginIndex < 0) {            throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);        }        int subLen = value.length - beginIndex;        if (subLen < 0) {            throw new StringIndexOutOfBoundsException(subLen);        }        return (beginIndex == 0) ? this : new String(value, beginIndex, subLen);    }

public String concat(String str) {        int otherLen = str.length();        if (otherLen == 0) {            return this;        }        int len = value.length;        char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);        str.getChars(buf, len);        return new String(buf, true);    }

 public String replace(char oldChar, char newChar) {        if (oldChar != newChar) {            int len = value.length;            int i = -1;            char[] val = value; /* avoid getfield opcode */            while (++i < len) {                if (val[i] == oldChar) {                    break;                }            }            if (i < len) {                char buf[] = new char[len];                for (int j = 0; j < i; j++) {                    buf[j] = val[j];                }                while (i < len) {                    char c = val[i];                    buf[i] = (c == oldChar) ? newChar : c;                    i++;                }                return new String(buf, true);            }        }        return this;    }

可以看到，这三个方法的返回值都是new了一个String对象。当然，他们调用的String构造方法各不相同。
例如，concat方法就是在新声明的字符数组NC拷贝了原String对象内的字符数组之后，再将（增添）目标String对象中的字符数组OC拼接在NC之后，最后调用如下构造方法，并传入NC。

String(char[] value, boolean share) {        // assert share : "unshared not supported";        this.value = value;    }

关于这部分，如果想全面了解请自行阅读源码。

…由于在写博客的时候又冒出几个问题，我都还没弄懂。稍后接着写。