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1、StringBuilder的结构

2、创建StringBuilder对象，看下它的构造函数

3、再看下StringBuilder的拼接方法append，部分源码如下：

4、总结

tringBuilder简介
StringBuilder 最早出现在JDK1.5，是一个字符拼接的工具类，它和StringBuffer一样都继承自父类AbstractStringBuilder，在AbstractStringBuilder中使用char[] value字符数组保存字符串，但是没有用final关键字修饰，所以StringBuilder是可变的。

性能
StringBuilder 对字符串的操作是直接改变字符串对象本身，而不是生成新的对象，所以新能开销小。
与StringBuffer相比StringBuilder的性能略高（15%~30%），StringBuffer为保证多线程情况下的安全性（synchronize加锁）而牺牲了性能，以时间来换取安全。而StringBuilder则没有保证线程的安全，从而性能略高于StringBuffer。

使用场景
频繁使用字符串拼接的时候可以用StringBuilder（推荐）或者StringBuffer。

StringBuilder是我们常用来动态拼接字符串的一个类，通常在面试中被问到这个可能就离不开这个问题“String、StringBuffer和StringBuilder的区别？”。这个问题也是老生常谈的，相信大家都不陌生。一个最明显的区别就是String是不可变的，在动态拼接字符串时会产生很多新的对象，StringBuffer和StringBuilder就是用来解决这个问题的，它们继承了 AbstractStringBuilder ，底层基于可修改的char数组（JDK8），而这两个的区别是StringBuffer加了synchronized关键字，是线程安全的，而StringBuilder是非线程安全的。

知道它们的区别，那么StringBuilder的底层到底是如何实现修改的呢？分析部分源码如下：

1、StringBuilder的结构

public final class StringBuilder extends AbstractStringBuilder implements java.io.Serializable, CharSequence{....
}~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~萌萌哒分割线~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {/*** The value is used for character storage.*/char[] value;/*** The count is the number of characters used.*/int count;
}

可以看到StringBuilder继承自AbstractStringBuilder，底层有一个char数组存放字符，count记录字符个数。

2、创建StringBuilder对象，看下它的构造函数

	/*** Constructs a string builder with no characters in it and an* initial capacity of 16 characters.*/public StringBuilder() {super(16);}/*** Constructs a string builder with no characters in it and an* initial capacity specified by the {@code capacity} argument.** @param      capacity  the initial capacity.* @throws     NegativeArraySizeException  if the {@code capacity}*               argument is less than {@code 0}.*/public StringBuilder(int capacity) {super(capacity);}

    /*** Creates an AbstractStringBuilder of the specified capacity.*/AbstractStringBuilder(int capacity) {value = new char[capacity];}

3、再看下StringBuilder的拼接方法append，部分源码如下：

	@Overridepublic StringBuilder append(String str) {super.append(str);return this;}~~~~~~~~~~~~~~~~~萌萌哒分割线~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~父类AbstractStringBuilder的appeng方法实现：/*** Appends the specified string to this character sequence.* 
* The characters of the {@code String} argument are appended, in* order, increasing the length of this sequence by the length of the* argument. If {@code str} is {@code null}, then the four* characters {@code "null"} are appended.* 
* Let n be the length of this character sequence just prior to* execution of the {@code append} method. Then the character at* index k in the new character sequence is equal to the character* at index k in the old character sequence, if k is less* than n; otherwise, it is equal to the character at index* k-n in the argument {@code str}.** @param   str   a string.* @return  a reference to this object.*/public AbstractStringBuilder append(String str) {if (str == null)return appendNull();//@1int len = str.length();//@2ensureCapacityInternal(count + len);//@3str.getChars(0, len, value, count);//@4count += len;@5return this;//@6}

逐个分析上面的@1~@6，看看具体每步做了什么。
@1：appentNull()

private AbstractStringBuilder appendNull() {int c = count;ensureCapacityInternal(c + 4);final char[] value = this.value;value[c++] = 'n';value[c++] = 'u';value[c++] = 'l';value[c++] = 'l';count = c;return this;}

@2：int len = str.length();待添加的字符串长度
@3：ensureCapacityInternal(count + len);将当前char数组中字符个数加上待添加的字符串长度，也调用的这个方法和拼接null时一样，只不过拼接null时待添加的字符串长度等于4，看下这个方法做了什么

/*** For positive values of {@code minimumCapacity}, this method* behaves like {@code ensureCapacity}, however it is never* synchronized.* If {@code minimumCapacity} is non positive due to numeric* overflow, this method throws {@code OutOfMemoryError}.*/private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {// overflow-conscious codeif (minimumCapacity - value.length > 0) {value = Arrays.copyOf(value,newCapacity(minimumCapacity));}}

看代码结合方法注释就很清楚，就是将字符总数和char数组的长度比对，确保char数组长度是否足够，如果不够就需要扩容，copy一个新的数组，将旧数组的数据复制到新数组中，然后将引用赋值给value，同时这里newCapacity里面对于新数组的长度也有一些判断逻辑，源码如下：

    /*** Returns a capacity at least as large as the given minimum capacity.* Returns the current capacity increased by the same amount + 2 if* that suffices.* Will not return a capacity greater than {@code MAX_ARRAY_SIZE}* unless the given minimum capacity is greater than that.** @param  minCapacity the desired minimum capacity* @throws OutOfMemoryError if minCapacity is less than zero or*         greater than Integer.MAX_VALUE*/private int newCapacity(int minCapacity) {// overflow-conscious codeint newCapacity = (value.length << 1) + 2;if (newCapacity - minCapacity < 0) {newCapacity = minCapacity;}return (newCapacity <= 0 || MAX_ARRAY_SIZE - newCapacity < 0)? hugeCapacity(minCapacity): newCapacity;}private int hugeCapacity(int minCapacity) {if (Integer.MAX_VALUE - minCapacity < 0) { // overflowthrow new OutOfMemoryError();}return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE)? minCapacity : MAX_ARRAY_SIZE;}

@4：str.getChars(0, len, value, count);将待添加的字符添加到char数组
@5：count += len;将count记录的字符个数加上新加的
@6：return this;返回当前对象

4、总结

通过上面的分析总结下StringBuilder的底层实现原理：
（1）new StringBuilder()默认创建一个容量大小=16的char数组
（2）调用append方法拼接字符串首先会判断char数组容量是否组足够，如果不够需要扩容，按原来数组大小的2倍+2扩容，将原来char数组的元素赋值到新扩容的数组中，并将新数组引用赋值给原来的value，
（3）将待拼接的字符也添加到新数组中，将记录字符个数的count更新
（4）返回当前对象

分析StringBuilder其他更多的方法会发现每次操作返回的都是当前对象，这也是为什么在动态拼接字符串的时候推荐使用它而非String的原因。另一个点就是由于 StringBuilder 底层是基于 char 数组存放字符，而数组是连续内存结构，为了防止频繁地复制和申请内存，在预先知道字符串大概长度的情况下，new StringBuilder()时可以先指定capacity的值，减少数组的扩容次数提高效率。