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今天聊Java构建字符串以及其内存原理

我们先来看一个小例子。一个是String,一个是StringBuilder.

 

通过结果对比，StringBuilder要远远快于String.

String/StringBuilder/StringBuffer这三个构建字符串有什么区别？

拼接速度上，StringBuilder/StringBuffer的速度要远远快于String。但StringBuilder多线程并发操作不安全，StringBuffer多线程并发操作下安全（StringBuffer里面加了锁，速度稍微慢一点点）。

原理：

        在内存中，每个存储单元大小为1字节。如果想要获取10000B大小的数据，要向内存申请一万次才能得到全部数据单元，所以操作系统为了提高效率，把内存按内存页划分，每页4096个字节（4KB）。这样，每次申请后读取一个内存页。10000B大约是3个内存页。

        一个内存页只有一个总地址（开头），在一个内存页中只能储存一个变量，其他的是找不到的。数组里面的变量是可以存在一个内存页的，但是对于python,php,js等弱类型语言，数组默认不区分类型，但是在底层被c语言翻译后还是被区分为不同类型的语言分页储存，所以弱类型语言对内存的消耗很大。

        每个内存页设计为4KB大小，这是一个折中的策略。既保证了一定的读取速度，也不至于过大，导致太多的浪费。所以操作系统一次分配的最小内存单元为4KB.。

回到我们刚才的小例子

        String类型一旦创建，原地址处不可变，只能不断开辟新的内存页，前4096次每次申请一个内存页后4097~8192一次申请两个内存页……以此类推。所以对内存的消耗是十分巨大的 。

如果是本地可变的话就会极大的降低内存的损耗。StringBuilder就是这样，它默认有16字节的缓冲区存储空间，当然，这个空间的大小也可以自己设置。StringBuilder的前身就是StringBuffer。一般缓冲区（buffer）底层都是这种数组结构，速度都很快。哪些操作需要到缓冲区呢？

        文件流操作，网络流操作，其实stream流操作本质上就是数组