🔤 字符串
String 不可变性 · String/StringBuilder/StringBuffer · 常量池与 intern · 拼接与 == 比较
1. String 为什么是不可变的？不可变有什么好处？
不可变的三重保证：
- final class：String 不能被继承，防止子类篡改行为
- private final char[] value（JDK8；JDK9+ 改为 byte[] 用于紧凑字符串）：引用和内容都不可变
- 不暴露修改入口：所有"修改"方法（concat、replace、substring）都返回新对象，不改变自身
好处：
- 线程安全：不可变对象天然安全，无需加锁
- 常量池缓存：值相同的 String 可复用同一对象，节省内存（HashMap key 不被误改，安全性同理）
- 适合做 HashMap 的 key：hashCode 只算一次且永不失效
- 安全性：网络地址、类名、文件路径等场景不被恶意篡改
🎯 面试要点
- JDK9+ String 用 byte[] + coder 字段，Latin-1 字符只占 1 字节（紧凑字符串），内存减半
- 任何看似"修改"的操作都是生成新对象，频繁修改会大量产生垃圾 → 用 StringBuilder
2. String、StringBuilder、StringBuffer 的区别？
| 特性 | String | StringBuilder | StringBuffer |
|---|---|---|---|
| 可变性 | 不可变 | 可变 | 可变 |
| 线程安全 | 安全（不可变） | 不安全 | 安全（方法 synchronized） |
| 性能 | 拼接慢（建新对象） | 最快 | 较慢（加锁开销） |
| 适用 | 值固定/做 key | 单线程循环拼接 | 多线程共享拼接（极少） |
StringBuffer 的加锁在现代业务中几乎无用武之地：方法内局部变量天然线程私有，直接用 StringBuilder；真正的跨线程共享用不可变 String 或消息队列。
🎯 面试要点
- 底层实现相同：都是 char[]/byte[]，StringBuffer 只是方法上加了 synchronized
- StringBuilder 初始容量 16，append 扩容策略：newCap = old * 2 + 2（超过则取实际长度）
- 循环里拼字符串必须用 StringBuilder，否则每次 + 都生成中间 String
3. 字符串常量池、intern() 与 == 比较（经典面试题）
字符串常量池（JDK7+ 移入堆）：保存字符串字面量和 intern 的字符串。相同内容的字面量只存一份。
两种创建方式的区别：
String s1 = "abc"：字面量，从常量池取（不存在则创建），只可能有一个对象String s2 = new String("abc")：先在常量池放 "abc"（若没有），再在堆中 new 一个副本，共两个对象s1 == s2→ false（引用不同：常量池对象 vs 堆对象）s1.equals(s2)→ true（内容相同，String 重写了 equals）
intern()：把当前字符串内容放入常量池，若已存在则返回池中对象。
运行结果判断
String s1 = "hello";
String s2 = new String("hello");
String s3 = s2.intern();
System.out.println(s1 == s2); // false：常量池 vs 堆
System.out.println(s1 == s3); // true：intern 返回池中对象
// 拼接：字面量 + 字面量 → 编译期折叠，还是常量池对象
String s4 = "he" + "llo";
System.out.println(s1 == s4); // true（编译期常量折叠）
// 拼接：含变量的表达式 → 运行期 new，堆中新建
String s5 = "he" + new String("llo");
System.out.println(s1 == s5); // false🎯 面试要点
- JDK7 前常量池在方法区（永久代）；JDK7 起移入堆中
- 字符串内容比较永远用 equals / Objects.equals，绝不用 ==（除非比较的是 intern 过的对象）
- 大量重复字符串场景用 intern 可去重省内存，但 intern 操作本身有性能开销
4. "+"拼接字符串的性能真相
编译期优化：
- 纯字面量拼接（"a" + "b"）→ 编译期直接折叠为 "ab"
- 含变量的拼接 → 编译器自动改写为
new StringBuilder().append(...)链式调用 - 但：在循环体内拼接，每次迭代都会 new 一个 StringBuilder → 大量垃圾对象，性能极差。此时必须手动复用 StringBuilder（或 String.join / Stream）
循环拼接的两种写法对比
// ❌ 每轮循环 new StringBuilder，O(n²) 复制开销
String s = "";
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
s += i;
}
// ✅ 复用同一个 StringBuilder，O(n)
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
sb.append(i);
}
String s2 = sb.toString();🎯 面试要点
- JDK9 起 javac 用 invokedynamic（StringConcatFactory）替代了 StringBuilder 拼接，但循环内问题依旧
- 大数据量拼接还可以考虑 String.join()（内部用 StringBuilder）或 Stream.collect(joining())