String,StringBuffer和StringBuilder源码解析[基于JDK6]

最近指导几位新人，学习了一下String，StringBuffer和StringBuilder类，从反馈的结果来看，总体感觉学习的深度不够，没有读出东西。其实，JDK的源码是越读越有味的。下面总结一下我读这些源码的收获吧。
注意：虽然源码的版本是JDK6，但是个人觉得学习这个版本的源码对于理解数据结构非常有帮助，因为String就是一个数据结构，它是char []的封装，实现了很多对char []的操作

第一部分：String源码解析

（1）String实现了CharSequence接口，这个接口的方法不多，就下面几个：

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intlength(); charcharAt(intindex); CharSequence subSequence(intstart,intend); publicStringtoString();

关于“接口”的深刻理解，等抽空再写出来吧。我个人感觉，“接口”这个名称很容易让人产生误解的，不利于面向接口编程。面向对象编程是语言设计上的一个壮举，实现了子类继承父类这样类似生物学的完美逻辑，但是接口概念的提出，彻底颠覆了类和对象的观念，抛弃了类和对象的观念，将思维的灵活性推向了极致。
（2）String的成员变量

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privatefinalcharvalue[]; privatefinalintoffset; privatefinalintcount;

final修饰一个成员变量（属性），必须要显示初始化。通常有两种初始化方式，一种是在变量声明的时候初始化；第二种方法是在声明变量的时候不赋初值，但是要在这个变量所在的类的所有的构造函数中对这个变量赋初值。其实，从数据结构的角度来看，String就是一个数据结构，它是char []的封装，具体的属性包括：char [] value，存放字符；offset表示偏移量，count表示char的数量。value.length和count还是有区别的，这一点在AbstractStringBuilder类的体现的更明确。

（3）和StringBuffer，StringBuilder的关系：

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publicString(StringBuffer buffer) {     synchronized(buffer)     {       this.value=Arrays.copyOf(buffer.getValue(),buffer.length());} } publicString(StringBuilder builder) {     this.value=Arrays.copyOf(builder.getValue(),builder.length()); }

对于StringBuffer而言，处处要考虑其在多线程环境下的并发问题。需要注意是Arrays.copyOf()方法。这个方法的具体实现如下所示：

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publicstaticchar[]copyOf(char[]original,intnewLength) {         char[]copy=newchar[newLength];         System.arraycopy(original,0,copy,0,                          Math.min(original.length,newLength));         returncopy;     }

此方法的泛型重载为：

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publicstatic<T>T[]copyOf(T[]original,intnewLength) {     return(T[])copyOf(original,newLength,original.getClass()); }

而copyOf(original,
newLength, original.getClass());的具体实现如下：

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publicstatic<T,U>T[]copyOf(U[]original,intnewLength,Class<?extendsT[]>newType) {         T[]copy=((Object)newType==(Object)Object[].class)             ?(T[])newObject[newLength]             :(T[])Array.newInstance(newType.getComponentType(),newLength);         System.arraycopy(original,0,copy,0,                          Math.min(original.length,newLength));         returncopy; }

【注】对于上面的泛型方法，建议深刻的理解，其中T[]表示函数的返回值，<T,U>表示函数的参数类型。为什么这样写呢？这属于泛型的知识范围了，本文不再深究，如果对此处泛型内容感兴趣，请等待后续文章。
（4）trim方法

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publicStringtrim() { intlen=count; intst=0; intoff=offset;      /* avoid getfield opcode */ char[]val=value;    /* avoid getfield opcode */ while((st<len)&&(val[off+st]<=' ')) {     st++; } while((st<len)&&(val[off+len-1]<=' ')) {     len--; } return((st>0)||(len<count))?substring(st,len):this; }

avoid getfield opcode是基于效率考虑的，String对象是在堆中生成的，所以将offset和value取出来放在off和val临时变量上，效果更好。类似，js中的对象链一样。
（5）intern方法，可以看JDK的描述，讲解的非常透彻：
A pool of strings, initially empty, is maintained privately by the class String.
When the intern method is invoked, if the pool already contains a string equal to this String  object as determined by the equals(Object) method, then the string from the pool is returned. Otherwise, this String object is added to the pool and a reference to this String object is returned.
It follows that for any two strings s and t, s.intern()==t.intern() is true if and only if s.equals(t) is true.
All literal strings and string-valued constant expressions are interned. 
字符串常量池，初始值为空，它由类String类独自维护。
当调用intern 方法时，如果池中已经包含一个等于此String 对象的字符串（是否相等由 equals(Object)方法确定），则返回池中的字符串引用。否则，将此 String 对象添加到池中，并且返回此String 对象的引用。例如：对于任何两个字符串s和t，当且仅当s.equals(t)为true时，s.intern()==t.intern()才为true。
所有字面值字符串和字符串赋值常量表达式都是intern实现的。
【注】关于字符串常量，网上的内容很多，各种观点都有，看起来有点可笑，其实，看看这段JDK的注释，所有的疑问都消失了。如果对此内容有疑问，想讨论讨论请加群再细说吧，联系方式见本文末尾。
（6）startsWith方法

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publicbooleanstartsWith(Stringprefix) { returnstartsWith(prefix,0); } publicbooleanendsWith(Stringsuffix) { returnstartsWith(suffix,count-suffix.count); }   publicbooleanstartsWith(Stringprefix,inttoffset) { charta[]=value; intto=offset+toffset; charpa[]=prefix.value; intpo=prefix.offset; intpc=prefix.count; // Note: toffset might be near -1>>>1. if((toffset<0)||(toffset>count-pc)) {     returnfalse; } while(--pc>=0) {     if(ta[to++]!=pa[po++]) {         returnfalse;     } } returntrue; }

此函数对自增自减使用的非常好，可以参考参考。在此不再赘述。

第二部分：AbstractStringBuilder源码解析

StringBuffer，StringBuilder的关系都是继承于AbstractStringBuilder，所以先从它入手分析。
（1）成员变量：

1 2	charvalue[]; intcount;

无offset偏移量，字符都是从value数组的0位置开始的。
（2）capacity方法：
返回的value.length，表示可以存储的空间。
（3）扩容方式：

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voidexpandCapacity(intminimumCapacity) { intnewCapacity=(value.length+1)*2;         if(newCapacity<0)         {             newCapacity=Integer.MAX_VALUE;         }elseif(minimumCapacity>newCapacity)         {     newCapacity=minimumCapacity; } charnewValue[]=newchar[newCapacity]; System.arraycopy(value,0,newValue,0,count); value=newValue; }

（4）补长或者截断

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publicvoidsetLength(intnewLength) { if(newLength<0)     thrownewStringIndexOutOfBoundsException(newLength); if(newLength>value.length)     expandCapacity(newLength); if(count<newLength)         {     for(;count<newLength;count++) value[count]=''; }else          {             count=newLength;          } }

（5）瘦身

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publicvoidtrimToSize() {         if(count<value.length)         {             char[]newValue=newchar[count];             System.arraycopy(value,0,newValue,0,count);             this.value=newValue;          } }

需要注意的方法是：
public static native void arraycopy(Object src, int  srcPos, Object dest, int destPos, int length);很常用的方法啊。

最后想说的一点是，由于时间的原因，JDK部分的源码分析只能到此结束，虽然有部分内容没有深入挖掘，例如泛型部分，常量池部分等，但是只能到此了。源码分析涉及的内容很多，而本文只找了些重点部分进行介绍。如果对本部分内容有异议或者想了解更多请加群：278721352，入群方式为：

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